图甲所示是某型号超声波加湿器，下表为其部分技术参数，其中额定加湿量是指加湿器正常工作1h雾化水的体积；循环风量是指加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积；加湿效率是指实际加湿

Question

图甲所示是某型号超声波加湿器，下表为其部分技术参数，其中额定加湿量是指加湿器正常工作1h雾化水的体积；循环风量是指加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积；加湿效率是指实际加湿量和实际输入功率的比值．

型号	XXX	额定加湿量	15L/h
额定电压	220V	额定输入功率	500W
水箱容量	25L	循环风量	2000m3/h
加湿效率	≥1.2×10-2L/（h•W）	轮子与地面接触的总面积	6.0×10-4m2
净重	95kg	---

利用湿敏电阻可实现对环境湿度的精确测量．如图乙所示，电源电压为24V，定值电阻R的阻值为120Ω，电流表的量程为0～100mA，电压表的量程为0～15V，湿敏电阻的阻值R₀随湿度R_H变化的关系图线如图丙所示，求：
（1）加湿器正常工作0.5h，通过风扇的空气质量和消耗的电能各为多少？（空气密度ρ=1.29kg/m³）
（2）装满水的加湿器对水平地面的压强为多少？（g取10N/kg）
（3）该电路能够测量的湿度范围是多少？

Answer 1

（1）由表中数据得出，加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积为2000m³，
由ρ=(m)/(V)可得，加湿器正常工作0.5h通过风扇的空气质量：
m=ρV=1.29kg/m³×2000m³/h×0.5h=1290kg，
由P=(W)/(t)可得，消耗的电能：
W=Pt=500W×0.5×3600s=9×10⁵J；
（2）加满水时，水的质量：
m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×25×10^-3m³=25kg，
加湿器对水平地面的压力：
F=G_总=（m_水+m_加热器）g=（25kg+95kg）×10N/kg=1200N，
加湿器对水平地面的压强：
p=(F)/(S)=(1200N)/(6.0×10-4m2)=2×10⁶Pa；
（3）电路最大电流I_大=100mA=0.1A，由I=(U)/(R)可得，电路中的总电阻：
R_总=(U)/(I大)=(24V)/(0.1A)=240Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，湿敏电阻的阻值：
R₀=R_总-R=240Ω-120Ω=120Ω，
由图丙可知，环境湿度为30%；
当电压表的示数U_0大=15V时，R两端的电压：
U_R=U-U_0大=24V-15V=9V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，I=(UR)/(R)=(U0大)/(R′0)，即(9V)/(120Ω)=(15V)/(R′0)，
解得：R₀′=200Ω，
由图丙所示可知，此时的湿度为90%；
所以，该电路能够测量的湿度范围是30%～90%．
答：（1）加湿器正常工作0.5h，通过风扇的空气质量和消耗的电能各为1290kg，9×10⁵J；
（2）当加满水时，加湿器对水平地面的压强为2×10⁶Pa；
（3）该电路能够测量的湿度范围是30%～90%．