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太陽能熱水器

太陽能熱水器能利用太陽能把水從低溫加熱到高溫，以滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枰?，它具有安全、?jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，如圖甲所示，太陽能熱水器主要由兩部分構(gòu)成：一部分是由許多根玻璃吸熱管組成的集熱器，每根玻璃吸熱管由雙層玻璃管組成，雙層玻璃管之間是真空，真空不利于熱量的傳遞。如圖乙所示是玻璃吸熱管的工作原理圖，它的結(jié)構(gòu)與保溫瓶的玻璃內(nèi)膽相似，只是在玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層黑色的吸熱材料；另一部分是保溫儲水箱，保溫儲水箱下部與玻璃吸熱管相通。
請回答以下問題：
（1）當太陽光入射到黑色的吸熱層上時，黑色吸熱層能把太陽能更有效地轉(zhuǎn)化為

內(nèi)

內(nèi)

能，將管內(nèi)的水加熱。這是通過

熱傳遞

熱傳遞

的方式改變內(nèi)能。玻璃吸熱管內(nèi)向光一側(cè)的水吸熱后體積增大、密度

變小

變小

（選填“變大”、“不變”或“變小”）。
（2）你認為

不能

不能

（填“能”或“不能”）將黑色的吸熱材料涂在玻璃吸熱管的外表面上，理由是：

因為雙層玻璃管（集熱管）中間是真空層，不利于將熱量傳遞給管內(nèi)的水

因為雙層玻璃管（集熱管）中間是真空層，不利于將熱量傳遞給管內(nèi)的水

。
（3）這臺太陽能熱水器的水箱容積為120L，那么水箱內(nèi)裝滿水時，水的質(zhì)量是

120kg

120kg

，在一般的光照條件下，太陽能每天可將滿箱20℃的水加熱到70℃，則水吸收的熱量為

2.52×10⁷J

2.52×10⁷J

。[水的比熱容是4.2×10³J/（kg?℃）]
（4）如果熱水器上的集熱器對太陽能的利用效率為40%，在與陽光垂直的地球表面上每平方米得到的太陽輻射功率約為P=1400W．如果將整箱水的溫度從20℃加熱到70℃，需要陽光照射5h,那么熱水器上集熱器的面積至少要是

2.5m²

2.5m²

。