Question

（2013·黄冈）电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度.下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换.则：

额定电压	220 V
额定最大发热功率	400 W
水箱容积	4 L
适用面积	40～60 m2

　　　　　　　

　(1)若加热前水温为20 ℃，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾最短时间为3分钟，则电热槽中水的质量是多少千克？［不计热损失，c水=4.2×103 J/(kg·℃)，结果保留两位小数］

　(2)加湿器在低档时的发热功率.

　(3)对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提出一条改进的建议.

Answer 1

（1）不计热损失，有Q1=Q2

P1t= c水m(t2-t1)

400 W×3×60 s=4.2×103 J/(kg·℃)× m×(100 ℃-20 ℃)

m≈0.21 kg

（2）电热加湿器在高档时，R2被短路，电路中只有R1,有P1=U2/R1

电热加湿器在低档时，R1和R2串联，总电阻

R=2R1，有P2=U2/2R1

则P2/P1=R1/2R1=0.5,P2=0.5×400 W=200 W

（3）可以降低电热槽内气压