小明家中新購置了一台掛式電熱水器,他查看了電熱水器説明書後,將電熱水器內部電路結構簡化成如圖所示電路圖,該熱水...
問題詳情:
小明家中新購置了一台掛式電熱水器,他查看了電熱水器説明書後,將電熱水器內部電路結構簡化成如圖所示電路圖,該熱水器設有高,中,低三檔,電熱絲R1=50Ω,電熱絲R2=242Ω,電熱轉化效率為84%,水的比熱容為4.2×103J/(kg•℃),求:
(1)高温檔的加熱功率;
(2)用低温檔將22kg水從20℃加熱到60℃需要的時間;
(3)如果改用無煙煤,將第(2)中22kg水從20℃加熱到60℃需要燃燒無煙煤0.5kg,求加熱效率為多少?(無煙煤熱值為3.4×107J/kg)
【回答】
(1)1168W; (2)2.2×104s; (3)21.7%
【詳解】
(1)由電路圖可知,當三個開關都閉合時,R1與R2並聯,電路的總電阻最小,電源電壓一定,由可知,此時電路的總功率最大,熱水器處於高温檔,所以高温檔的加熱功率:
;
(2)將22kg水從20℃加熱到60℃吸收的熱量:
,
由電路圖可知,閉合S、S2時,只有R2連入電路中,電路中電阻最大,功率最小,熱水器處於低温檔,功率為:
,
電熱轉化效率為84%,即,
所以加熱時間:
.
(3)燃燒無煙煤0.5kg,釋放的熱量為:
加熱效率為:
.
知識點:焦耳定律
題型:計算題
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