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    小华同学为了节能和方便家人洗澡，用废弃的汽油桶在房顶上自制了一个简易太阳能热水器，如图是它的安装示意图．在水箱上下安有二根管子，其中一根是进出水管，给热水器上冷水或淋浴时用热水，都是通过进出水管来完成，室内进出水管上安有三个阀门．
    若当地的大气压强p0=1.0×105Pa，请回答下列问题：
    （1）小华为什么要在热水器上方安装一根与大气相通的管子A？
    （2）根据阀门I、II、Ⅲ的位置，说明它们的作用是什么？如何调节喷头出水的温度？
    （3）给热水器上冷水时，阀门I、II、III应当处于何种状态？洗澡时，阀门I、II、III应当处于何种状态？
    （4）如果小华同学住的居民楼层高为3m，他家的热水器安装在七楼楼顶上，且距楼顶高1m，那么该地区的水压至少为多大，才能顺利为热水器上水？
    （5）设热水器水箱容积为100L，在一般的光照条件下，一满箱12℃的水经白天太阳的加热温度可达到45℃，这相当于多少煤气完全燃烧放出的热量？（已知水的比热容为4.2×107J/（kg?℃），煤气的热值约4.2×107J/kg）
    分析：（1）用一根管子和外界相连通，构成连通器，主要作用是排出桶内的气体和加水过多时，向外溢水．
    （2）阀门Ⅰ的作用是控制向水箱内加入冷水；阀门Ⅱ的作用是控制进入淋浴喷头的热水；阀门Ⅲ的作用是控制进入淋浴喷头的冷水．调节阀门Ⅱ和阀门Ⅲ进入淋浴喷头的冷热水的来可以改变淋浴喷头喷出的水的温度．
    （3）加冷水时，阀门Ⅰ打开，阀门Ⅱ和Ⅲ关闭，冷水即可通过进水管进入到水箱内．洗澡时阀门Ⅰ关闭，阀门Ⅱ和Ⅲ打开．
    （4）水箱的高度h=3m×7+1m=22m，加水时需要克服水的压强和外界大气压强，因此，通过公式P=P水+P0=ρ水gh+P0计算出需要的水压．
    （5）首先通过公式m=ρV计算出水的质量，再通过公式Q吸=cm（t-t0）计算出水吸收的热量，即为煤气完全燃烧放出的热量，再用Q吸除以煤气的热值q求出煤气的质量m．
    解答：解：（1）A管的作用一是排气，二是溢水．因为汽油桶改做水箱后，如果不安装A管排气的话，上水时会把一些空气密闭在里面，就不易将水注满；而且，上方的空气还影响箱内水温升高．
    （2）阀门Ⅰ的作用是控制进入水箱的冷水；阀门Ⅱ的作用是控制进入淋浴喷头的热水；阀门Ⅲ的作用是控制进入淋浴喷头的冷水．
    通过阀门Ⅱ调节进入淋浴喷头的热水多少、阀门Ⅲ调节进入淋浴喷头的冷水的多少，这样就可以改变淋浴喷头喷出的水的温度．
    （3）给热水器上水时，阀门Ⅰ应打开，阀门Ⅱ、阀门Ⅲ应关闭．洗澡时，阀门Ⅰ应关闭，阀门Ⅱ、阀门Ⅲ应打开．
    故答案为：阀门Ⅰ打开，阀门Ⅱ、阀门Ⅲ关闭；阀门Ⅰ关闭，阀门Ⅱ、阀门Ⅲ打开．
    （4）水箱距地面高度h=22m．该地区的最低供水水压，
    P=P水+P0=ρgh+p0=1.0×103kg/m3×10N/kg×22m+1×105Pa=3.2×105Pa．
    答：该地区的最低供水水压为3.2×105Pa．
    （5）水的体积V=100L=0.1m3，水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg．
    水箱内的水吸收的热量
    Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（45℃-12℃）=1.39×107J．
    如果靠煤气燃烧放出这些热量，需完全燃烧的煤气的质量为
    m=
    Q吸
    q
    =
    1.39×107J
    4.2×107J/kg
    =0.33kg．
    答：需要燃烧煤气的质量为0.33kg．
    点评：此题考查的知识点比较多，联系生活实际，考查学生应用物理知识解决实际问题的能力．体现了物理来源于生活，服务于社会的新课程理念．
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    (2)根据阀门I、II、Ⅲ的位置，说明它们的作用是什么?如何调节喷头出水的温度?

    (3)给热水器上冷水时，阀门I、1I、III应当处于何种状态?洗澡时，阀门1、II、111应当处于何种状态?

    (4)如果小华同学住的居民楼层高为3 m，他家的热水器安装在七楼楼顶上，且距楼顶高1 m，那么该地区的水压至少为多大，才能顺利为热水器上水?

    (5)设热水器水箱容积为100 L，在一般的光照条件下，一满箱12℃的水经白天太阳的加热温度可达到45℃，这相当于多少煤气完全燃烧放出的热量?(已知水的比热容为4.2×107J／(kg·℃)，煤气的热值约4.2×107J／kg)

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