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17.太陽能熱水器

一臺太陽能熱水器，如圖其室內進出水管的安裝示意圖，Ⅰ為進水閥，Ⅱ出水閥，Ⅲ為調溫閥．在水箱接口處有一根進出水管，一根溢流管，一根排氣管．給水箱上冷水或沐浴時用熱水，均通過這根進出水管來完成．請完成下列問題：

 (1)給水箱上水時I、Ⅱ應處于何種狀態?此時水塔、自來水管與熱水器的水箱、排氣管、溢流管它們共同構成的物理模型是什么?

(2)若水箱安裝在七樓樓頂上，且距樓頂地面高1米，小華家住二樓，進水閥距二樓地面高1米，每層樓高3米，則在進水閥處水壓至少為多大，才能順利上水．

(3)設水箱容積為100升，在一般的光照條件下，一滿箱15℃的水到傍晚時，水溫可達到65℃，相當于多少米³的煤氣完全燃燒放出的熱量  (C_水=4.2X10³J／(kg·℃)，煤氣的熱值約4X10⁷J／m³). 

(4)水箱中的水溫在冬天有時不夠高，一般都預裝了電加熱器．若該電加熱器的規格為“220V 2.4KW”，家里當時的實際電壓只有200V，要把滿箱水溫度提高10℃，需加熱多少分鐘?

小華同學為了節能和方便家人洗澡，用廢棄的汽油桶在房頂上自制了一個簡易太陽能熱水器，圖2是它的安裝示意圖。在水箱上下安有二根管子，其中一根是進出水管，給熱水器上冷水或淋浴時用熱水，都是通過進出水管來完成，室內進出水管上安有三個閥門。

若當地的大氣壓強p₀=1.0×10⁵Pa，請回答下列問題：

(1)小華為什么要在熱水器上方安裝一根與大氣相通的管子A?

(2)根據閥門I、II、Ⅲ的位置，說明它們的作用是什么?如何調節噴頭出水的溫度?

(3)給熱水器上冷水時，閥門I、1I、III應當處于何種狀態?洗澡時，閥門1、II、111應當處于何種狀態?

(4)如果小華同學住的居民樓層高為3 m，他家的熱水器安裝在七樓樓頂上，且距樓頂高1 m，那么該地區的水壓至少為多大，才能順利為熱水器上水?

(5)設熱水器水箱容積為100 L，在一般的光照條件下，一滿箱12℃的水經白天太陽的加熱溫度可達到45℃，這相當于多少煤氣完全燃燒放出的熱量?(已知水的比熱容為4.2×10⁷J／(kg·℃)，煤氣的熱值約4.2×10⁷J／kg)

太陽能是一種理想的綠色能源．小華家最近安裝了一臺太陽能熱水器，如圖其室內進出水管的安裝示意圖，Ⅰ為進水閥，Ⅱ出水閥，Ⅲ為調溫閥．在水箱接口處有一根進出水管，一根溢流管，一根排氣管．給水箱上冷水或沐浴時用熱水，均通過這根進出水管來完成．請完成下列問題：

(1)給水箱上水時I、Ⅱ應處于何種狀態?此時水塔、自來水管與熱水器的水箱、排氣管、溢流管它們共同構成的物理模型是什么？

(2)若水箱安裝在七樓樓頂上，且距樓頂地面高1米，小華家住二樓，進水閥距二樓地面高1米，每層樓高3米，則在進水閥處水壓至少為多大，才能順利上水．

(3)設水箱容積為100升，在一般的光照條件下，一滿箱15℃的水到傍晚時，水溫可達到65℃，相當于多少米³的煤氣完全燃燒放出的熱量 (C_水=4.2X10³J／(kg?℃)，煤氣的熱值約4X10⁷J／m³).

(4)水箱中的水溫在冬天有時不夠高，一般都預裝了電加熱器．若該電加熱器的規格為“220V 2.4KW”，家里當時的實際電壓只有200V，要把滿箱水溫度提高10℃，需加熱多少分鐘?