24. (2014•东营)无内胆饮水机--管线机的电路原理如图,电热丝R1、R0绕在出水管上,水经过出水管时被加热,通过改变“温、开水选择开关”的状态(“断开”或“闭合”),可以选择出温水或开水.该管线机的额定电压是220V,开水加热电功率是2200W,温水加热电功率是1100W.已知:电热丝R1、R0电阻不随温度变化,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),水的密度ρ=1×103kg/m3,取g=10N/kg.问:

(1)“温、开水选择开关”的状态和出温水、开水的对应关系如何?

(2)饮水机正常工作,出开水时电热丝中的电流是多少?电热丝R0的电阻是多少?

(3)现在需要100℃的开水500mL,已知水的初温是20℃,水需要吸收多少热量?如果电能转化为水的内能的效率是80%,饮水机正常工作时,烧开这些水需要多少时间?

解:(1)当开关S闭合时,只有电阻R0接入电路;由P=U2 R 可知,此时饮水机处于加热状态;

当开关S断开时,电阻R1和R0串联接入电路,此时饮水机处于保温状态.

(2)根据题意可知,P加=2200W,由P=UI可知,饮水机出开水时电热丝中的电流:I=P加 /U =2200W/ 220V =10A.

饮水机处于加热状态时,只有电阻R0接入电路,由P=U2 /R 可知,R0=U2 /P加 =(220V)2 /2200W =22Ω,

(3)由ρ=m V 可知,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×500×10-6m3=0.5kg;

水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(100℃-20℃)=1.68×105J;

由η=Q吸 /W 可得,W=Q吸 /η =1.68×105J /80% =2.1×105J;

由W=Pt可知,t=W/ P加 =2.1×105J/ 2200W ≈95.45s.

 0  121343  121351  121357  121361  121367  121369  121373  121379  121381  121387  121393  121397  121399  121403  121409  121411  121417  121421  121423  121427  121429  121433  121435  121437  121438  121439  121441  121442  121443  121445  121447  121451  121453  121457  121459  121463  121469  121471  121477  121481  121483  121487  121493  121499  121501  121507  121511  121513  121519  121523  121529  121537  447090 

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