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如图是公厕里间歇式自动冲水箱的原理图,进水管口以Q1=200cm3/s的流量24h不间断地向底面积为1800cm2的长方体水箱注水,当水位上升至h2=45cm时,水箱中的水开始以Q2=2000cm3/s的平均流量从出水管
题目详情
如图是公厕里间歇式自动冲水箱的原理图,进水管口以Q1=200cm3/s的流量24h不间断地向底面积为1800cm2的长方体水箱注水,当水位上升至h2=45cm时,水箱中的水开始以Q2=2000cm3/s的平均流量从出水管口流出冲洗厕所,当水位下降至h1=5cm处时停止冲水.(不计水箱中水管的体积)求:

(1)水位在h2时水箱底部受到水的压强.
(2)冲洗一次厕所所用的时间.
(3)为节约用水,在图示进水管A处安装一个由微电脑控制的电磁阀.当有人进入洗手间时,门内侧红外线探头通过微电脑开启电磁阀,向水箱注水,当水位升至h2时,电磁阀自动关闭停止注水,同时开始冲洗厕所.假设电磁阀平均每天开启100次,则安装电磁阀后一天可节约多少千克水?

(1)水位在h2时水箱底部受到水的压强.
(2)冲洗一次厕所所用的时间.
(3)为节约用水,在图示进水管A处安装一个由微电脑控制的电磁阀.当有人进入洗手间时,门内侧红外线探头通过微电脑开启电磁阀,向水箱注水,当水位升至h2时,电磁阀自动关闭停止注水,同时开始冲洗厕所.假设电磁阀平均每天开启100次,则安装电磁阀后一天可节约多少千克水?
▼优质解答
答案和解析
(1)h2=45cm=0.45m,
则水箱底部受到水的压强p=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.45m=4500Pa;
(2)当水位从h1上升至h2需要注入的水的体积:
V=S△h=S(h2-h1)=1800cm2×(45cm-5cm)=72000cm3;
冲洗一次厕所所用的时间
t=
=
=40s.
(3)一天注水的水V总=Q1t′=200cm3/s×24×3600s=1.728×107cm3;
开启100次所需要的水V总′=100V=100×72000cm3=7.2×106cm3;
则节约的水△V=V总-V总′=1.728×107cm3-7.2×106cm3=1.008×107cm3=10.08m3.
由ρ=
得:△m=ρ△V=1.0×103kg/m3×10.08m3=1.008×104kg.
答:(1)水位在h2时水箱底部受到水的压强为4500Pa.
(2)冲洗一次厕所所用的时间为40s.
(3)安装电磁阀后一天可节约1.008×104kg的水.
则水箱底部受到水的压强p=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.45m=4500Pa;
(2)当水位从h1上升至h2需要注入的水的体积:
V=S△h=S(h2-h1)=1800cm2×(45cm-5cm)=72000cm3;
冲洗一次厕所所用的时间
t=
V |
Q2-Q1 |
72000cm3 |
2000cm3/s-200cm3/s |
(3)一天注水的水V总=Q1t′=200cm3/s×24×3600s=1.728×107cm3;
开启100次所需要的水V总′=100V=100×72000cm3=7.2×106cm3;
则节约的水△V=V总-V总′=1.728×107cm3-7.2×106cm3=1.008×107cm3=10.08m3.
由ρ=
m |
V |
答:(1)水位在h2时水箱底部受到水的压强为4500Pa.
(2)冲洗一次厕所所用的时间为40s.
(3)安装电磁阀后一天可节约1.008×104kg的水.
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