题目内容
淋浴用水的流量约为10升/分钟,合适的水温约为50℃,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.【水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)】请根据上面提供的数据论证,第一种设计
不合适
不合适
(适合,不适合)大多数家庭的供电电路.你的论证是电流电流太大,家庭电路电流不可能达到这么大的电流
电流电流太大,家庭电路电流不可能达到这么大的电流
.分析:知道淋浴的流量,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.
解答:解:淋浴器每min用水体积:
V=10L/min×1min=10L=10-2m3,
∵ρ=
,
∴每min用水质量:
m=ρV=1×103kg/m3×10-2m3=10kg,
水从20℃升高到50℃需要吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×10kg×(50℃-20℃)=1.26×106J,
至少消耗的电能:
W电=1.26×106J,
电路提供的电功率:
P=
=
=21000W,
∵P=UI,
∴此时电路中的电流:
I=
=
≈95.5A,
一般家庭电路不可能达到95.5A的电流,
所以电流直接对流动的水加热不适合;
故答案为:不合适;电流电流太大,家庭电路电流不可能达到这么大的电流.
V=10L/min×1min=10L=10-2m3,
∵ρ=
| m |
| V |
∴每min用水质量:
m=ρV=1×103kg/m3×10-2m3=10kg,
水从20℃升高到50℃需要吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×10kg×(50℃-20℃)=1.26×106J,
至少消耗的电能:
W电=1.26×106J,
电路提供的电功率:
P=
| W |
| t |
| 1.26×106J |
| 60s |
∵P=UI,
∴此时电路中的电流:
I=
| P |
| U |
| 21000W |
| 220V |
一般家庭电路不可能达到95.5A的电流,
所以电流直接对流动的水加热不适合;
故答案为:不合适;电流电流太大,家庭电路电流不可能达到这么大的电流.
点评:本题考查了判断电热淋浴器设计方案是否可行,应用密度公式、热量公式、电功率公式即可正确解题.
练习册系列答案
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小华家需要安装一个电热淋浴器.一般淋浴用水的流量约为8 升/分钟(约1.33×10-4m3/s),淋浴时间可按5min计算,合适的水温约为45℃.电热淋浴器有甲、乙两种类型.甲类型没有水箱,电热淋浴器与水管相连,直接对流动的水加热;乙类型有水箱,待水箱中的水加热至45℃后再淋浴.小华家供电电路的额定电压为220V,允许通过的最大电流为20A.假设电流所产生的热量全部用来使水升温,加热前的水温为20℃,请你根据以上条件判断,下列儿种说法正确的是( )
| A、只有甲类型的电热淋浴器适合小华家的供电电路 | B、只有乙类型的电热淋浴器适合小华家的供电电路 | C、甲类型的电热淋浴器所需要的最小电流为10A | D、在小华家的供电电路允许的前提下,乙类型的电热淋浴器使40kg水温度升高25℃,至少需要约16min |