Question

16．如圖所示是一架蒸汽掛燙機(jī)，其工作原理是：底部的儲(chǔ)水箱注滿水后，水通過(guò)進(jìn)水閥門流到發(fā)熱體迅速沸騰，并變成灼熱的水蒸氣，從出口不斷噴向衣物，軟化衣物纖維．下表是這種蒸汽掛燙機(jī)的部分參數(shù)．（不考慮電阻隨溫度變化）

發(fā)熱功率	880W
額定電壓	220V
儲(chǔ)水箱注滿水量	2kg
掛燙機(jī)凈重	4kg

求：
（1）掛燙機(jī)正常工作時(shí)，每分鐘放出的熱量是多少；
（2）若掛燙機(jī)每分鐘能把30g水由20℃加熱到100℃，在此過(guò)程中掛燙機(jī)的加熱效率是多大；
（3）如在用電高峰使用掛燙機(jī)，實(shí)際電壓可能低于額定電壓．若此時(shí)實(shí)際電壓為200V，則掛燙機(jī)的實(shí)際功率是多少．（計(jì)算結(jié)果只保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）掛燙機(jī)正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)Q=W=Pt求出每分鐘放出的熱量；
（2）知道水的質(zhì)量和初溫、末溫、比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t₂-t₁）求出水吸收的熱量，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%求出在此過(guò)程中掛燙機(jī)的加熱效率；
（3）知道掛燙機(jī)的額定功率和額定電壓，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電阻，再根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出實(shí)際電壓為200V時(shí)的實(shí)際功率．

解答 解：（1）掛燙機(jī)正常工作時(shí)，每分鐘放出的熱量：
Q_放=W=Pt=880W×60s=52800J；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg•℃）×30×10^-3kg×（100℃-20℃）=10080J，
在此過(guò)程中掛燙機(jī)的加熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{10080J}{52800J}$×100%≈19.1%；
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，掛燙機(jī)的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{880W}$=55Ω，
若此時(shí)實(shí)際電壓為200V，則掛燙機(jī)的實(shí)際功率：
P_實(shí)=$\frac{{{U}_{實(shí)}}^{2}}{R}$=$\frac{（200V）^{2}}{55Ω}$≈727.3W．
答：（1）掛燙機(jī)正常工作時(shí)，每分鐘放出的熱量是52800J；
（2）在此過(guò)程中掛燙機(jī)的加熱效率是19.1%；
（3）此時(shí)實(shí)際電壓為200V，則掛燙機(jī)的實(shí)際功率是727.3W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電熱、吸熱、效率和電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是從題干中獲取有用的信息，計(jì)算過(guò)程要注意單位的換算．