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(2013·黄冈)电热加湿器工作原理:加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾,产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中,从而提高空气湿度.下表是某同学设计的电热加湿器部分参数,其发热电路如图所示,R1、R2为阻值相同的发热电阻,1、2、3、4为触点,S为旋转型开关,实现关、低、高档的转换.则:
额定电压 | 220 V |
额定最大发热功率 | 400 W |
水箱容积 | 4 L |
适用面积 | 40~60 m2 |
(1)若加热前水温为20 ℃,电热槽内气压为标准大气压,从加热到沸腾最短时间为3分钟,则电热槽中水的质量是多少千克?[不计热损失,c水=4.2×103 J/(kg·℃),结果保留两位小数]
(2)加湿器在低档时的发热功率.
(3)对于需要制冷的室内,电热加湿器会使其气温升高,请提出一条改进的建议.
【回答】
(1)不计热损失,有Q1=Q2
P1t= c水m(t2-t1)
400 W×3×60 s=4.2×103 J/(kg·℃)× m×(100 ℃-20 ℃)
m≈0.21 kg
(2)电热加湿器在高档时,R2被短路,电路中只有R1,有P1=U2/R1
电热加湿器在低档时,R1和R2串联,总电阻
R=2R1,有P2=U2/2R1
则P2/P1=R1/2R1=0.5,P2=0.5×400 W=200 W
(3)可以降低电热槽内气压
知识点:电功率单元测试
题型:计算题