某工厂设计了两种淋浴器,一种是淋浴时电流直接对流动的水加热;另一种则是备有水箱,待水箱中的水加热至合适的温度后再供淋浴,按一般淋浴要求:淋浴器水流量约为10L/min

发布时间:2020-08-05 06:13:35

某工厂设计了两种淋浴器,一种是淋浴时电流直接对流动的水加热;另一种则是备有水箱,待水箱中的水加热至合适的温度后再供淋浴,按一般淋浴要求:淋浴器水流量约为10L/min,合适的水温约50℃,用水时间约为5min,加热前的水温按20℃考虑,一般家庭供电电路允许的最大电流为20A.请根据以上情况和要求完成:
(1)按淋浴器用水的流量为10L/min,每分钟用水多少kg?
(2)电加热器的效率为70%,他一次淋浴约消耗多少电能?
(3)通过具体的计算,结合数据分析论证哪一种淋浴器不适合一般家庭选用?

网友回答

解:(1)淋浴器每分钟用水体积为:V=10L/min×1min=10L=10-2m3
用水质量为:m=ρV=1×103kg/m3×10-2m3=10 kg
答:淋浴器每分钟用水质量为10kg.
(2)一次淋浴需要5min,水从20℃升高到50℃需要吸收的热量为:Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×10kg×5×(50℃-20℃)=6.3×106J
因为电加热效率是70%,所以消耗的电能:W===9×106J
答:一次淋浴约消耗电能是9×106J.
(3)若选用电流直接加热,按一次淋浴消耗电能约9×106J,而每次淋浴时间5min则电路提供的电功率为:P===30000W=30kW
一般家庭不可能达到30kW电功率,所以电流直接加热型电热淋浴器不适合.

解析分析:(1)根据体积计算质量,利用公式m=ρV,但要注意单位要统一.
(2)消耗的电能是总功,在已知效率的情况下,需要先求出有用功,即水升温吸收的热量,可以利用吸热公式来计算.
(3)这一问题应该结合家庭电路来考虑,因为前面已经求出了消耗的电能,又知道了时间,便可以求出用电器的功率,然后与实际生活中家庭电路中用电器的功率进行比较,即可得出正确的判断.

点评:电热综合题是中考物理必考内容,所以在平时的训练中一定要增加训练量及训练难度,只有这样才能应付各种类型的电热综合题.那么解答这类题的要点就是要明确热量的计算有两部分:一是吸放热公式,二是热值计算公式;电热的计算只有焦耳定律的应用.同时还要明确效率的应用,有用功部分就是确实消耗的部分,总功部分就是能量的来源部分,它们的比值就是效率大小.抓住这些要点是解答此类题的关键.
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