Question

【題目】如圖為一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的便攜式掛燙機(jī)，它的正常工作電壓為220V。水箱裝水最多0.3kg，加熱功率有大小兩個(gè)擋位。設(shè)計(jì)師最初設(shè)計(jì)的內(nèi)部電路有如圖2甲、乙兩種接法，其中電熱絲R1=56Ω，R2=44Ω.

⑴高溫水蒸氣熨燙衣服時(shí)，水蒸氣遇到衣服迅速___________成小水珠，放出熱量，將衣服熨平（填物態(tài)變化名稱）。

⑵如果選擇甲電路，電路中最大電流為______A;如果選擇乙電路，電路中最大電流為_____A,由于兩個(gè)電路中所選熔斷器里的熔絲允許通過(guò)的最大電流為8.2A,故設(shè)計(jì)師最終選擇了甲電路。（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）

⑶請(qǐng)分別計(jì)算這款掛燙機(jī)兩個(gè)擋位的額定功率______________。

⑷若將水箱中0.22kg的水從25℃加熱到100℃，掛燙機(jī)至少需要加熱多長(zhǎng)時(shí)間______？[水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)]

Answer 1

【答案】 液化 5A 8.9A 最大功率1100W,最小功率484W 63s

【解析】（1）高溫水蒸氣熨燙衣服時(shí)，水蒸氣遇到衣服迅速，由氣態(tài)變成液態(tài)，是液化現(xiàn)象；水蒸氣液化時(shí)，要放出大量的熱，從而將衣服熨平；

（2）如果選擇甲電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)旋至1、2之間時(shí)，電路中只有電阻R2 工作，此時(shí)的電路中的電流最大，電流：I大 =U/R2=220V/44Ω=5A；如果選擇乙電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)旋至1、2之間時(shí)，R1 、R2 并聯(lián)，電路中電流最大，電流：I大 ′=I1 +I2 =U/R1+U/R2=220V/5Ω+220V/44Ω=3.9A+5A=8.9A；

（3）掛燙機(jī)大功率擋工作時(shí)，電路中電流為5 A，此時(shí)功率P1 =UI大 =220V×5A=1100W；掛燙機(jī)小功率擋工作時(shí)，R1、R2串聯(lián)，此時(shí)功率P2 =U2/R1+R2=(220V)2/5Ω+44Ω=484W；

（4）水吸收的熱量：Q=cm（t-t0 ）=4.2×103 J/（kg℃）×0.22kg×（100℃-25℃）=6.93×104 J，由P=W/t得，所需時(shí)間t=W/P1=6.93×104J/1100W=63s。