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?

问题描述:

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淋浴器每min用水体积:V=10L/min×1min=10L=10-2m3,∵ρ=mV,∴每min用水质量:m1=ρV=1×103kg/m3×10-2m3=10kg,4min用水质量:m=4m1=4×10kg=40kg,一次淋浴需要4min,水从20℃升高到50℃需要吸收的热量:Q吸=...
答案解析:①知道淋浴4min需要水的体积,利用公式m=ρV求水的质量,若电流直接对流动的水加热,先求出这些水从20℃升高到50℃吸收的热量,即至少消耗的电能,求出电热水器的电功率,然后与实际生活中家庭电路中用电器的功率进行比较,得出正确的判断;
②由①可知水箱中水的质量(淋浴一次需要的水),并且求出了加热到50℃吸收的热量;根据W×80%=Q求出电流做功,再根据W=UIt求加热时间.
考试点:电功与热量的综合计算.
知识点:解答这类题的要点就是要明确热量的计算公式:一是吸放热公式,二是热值计算公式;电热的计算要用好焦耳定律和欧姆定律;同时还要明确效率的应用,有用能量就是水吸收的热量,总能量就是消耗电能,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.