高压清洗机,是通过动力装置使高压柱塞泵产生高压水来冲洗物体表面的机器.它能将污垢剥离,冲走,达到清洗物体表面的目的.表1是某家用电机驱动高压清洗机的技术参数
表1型号清洗设备电器设备HPI1100压强p
(Pa)流量Q
(L/min)喷嘴横截面积S(m2)功率P
(W)电压U
(V)1×10761×10-51400220提示:①表中“流量6L/min”表示每分钟从喷嘴中喷出水的体积为6升.
②1L=1×10-3m3
若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积以及水的流速的变化,请通过以上参数.求:
(1)高压水流对清洗面的压力;
(2)这台高压清洗器的效率.
网友回答
解:(1)∵p=,
∴高压水流对清洗面的压力F=pS=1×107Pa×1×10-5m2=100N;
(2)设恒力F作用在水上,使水移动了距离L,则F对水做的功W=FL,
而F=pS,所以W=FL=pSL=pV,清洗机正常工作1min,清洗机喷出的水的体积为V=6L/min×1min=6L=6×10-3m3;
清洗机正常工作1min对水做功W=pV=1×107Pa×6×10-3m3=6×104J.
清洗机1min消耗的电能W电=Pt=1400W×60s=8.4×104J,
该清洗机正常工作时的效率η=×100%=×100%≈71%.
答:(1)高压水流对清洗面的压力100N;
(2)这台高压清洗器的效率71%.
解析分析:(1)根据表中提供的技术参数(压强和喷嘴横截面积),利用p=可求得高压水流对清洗面的压力
(2)清洗机对水所做的功:W=FL,而F=PS,可得,W=FL=PSL=PV,代入数据可求出1min清洗机对水做的功.
由铭牌求出清洗机的额定功率,由W=Pt可求出电流所做的功,这是总功;
清洗机对水所做的功是有用功,根据机械效率公式可求出清洗机的效率.
点评:本题考查压力单位、电流、体积、消耗电能的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要学会从题目所给信息中找到有用的数据,解题过程中要注意单位的换算.