(12分)淋浴用水的流量约为10升/分,合适的水温约为50℃,用水时间约为4分钟。电热淋浴器有两种设计,一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热,另一种则备有水箱,待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以20℃计。
①请根据上面提供的数据论证,第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。
②如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用,供电电路允许的电流最大为10A,电加热的效率为80%,这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间?
(1)从电流方面考虑
设此无水箱式淋浴器正常工作时通过的电流为I,则依题述在1min内流过此淋浴器的水的质量为
m=ρV=1×103×10×10-3kg=10kg
这些水流过淋浴器后,其温度由t1=20℃升至t2=50℃,所需吸收的热量为
Q=cmT(t2一t1)
=4.2×103×10×(50-20)J=1.26×106J
以上热量由电热提供,即Q=Iut
∴
可见此无水箱式淋浴器若要正常工作,其所需电流为96A,这大大超过了家用照明电路允许的电流10A,即将它安装在家用照明电路中是不行的.所以,第一种设计方案不适应大多数家庭的供电电路.
(2)水箱中水的质量
m=ρV=1×103×10×10-3×4kg=40kg.
使水箱中水温由t1升至t2所需的热量
Q2=mc(t2一t1)
设加热电路中以允许的最大电流I=10A加热,则电流在时间△t内提供焦耳热为
Q1=IU△t
由于加热的效率为η=0.8,所以有
ηQ1=Q2
由上诸式解得
即在题给条件下把水箱中的水加热到所需的温度至少需要48min.
【解析】略
科目:初中物理 来源: 题型:
(12分)淋浴用水的流量约为10升/分,合适的水温约为50℃,用水时间约为4分钟。电热淋浴器有两种设计,一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热,另一种则备有水箱,待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以20℃计。
①请根据上面提供的数据论证,第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。
②如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用,供电电路允许的电流最大为10A,电加热的效率为80%,这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间?
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科目:初中物理 来源: 题型:
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科目:初中物理 来源:2009年江西省上饶县二中九年级应用物理知识竞赛复赛模拟试题(一) 题型:计算题
(12分)淋浴用水的流量约为10升/分,合适的水温约为50℃,用水时间约为4分钟。电热淋浴器有两种设计,一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热,另一种则备有水箱,待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以20℃计。
①请根据上面提供的数据论证,第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。
②如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用,供电电路允许的电流最大为10A,电加热的效率为80%,这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间?
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