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如图所示是一种常见的台式饮水机结构剖面图,控水槽内浮体A与阀门C固定相连,当A恰好浸没时阀门C关闭,A来浸没时C略有下降,桶内水流入控水槽中.已知桶内水位高40厘米,阀门C横截面
题目详情
如图所示是一种常见的台式饮水机结构剖面图,控水槽内浮体A与阀门C固定相连,当A恰好浸没时阀门C关闭,A来浸没时C略有下降,桶内水流入控水槽中.已知桶内水位高40厘米,阀门C横截面积1厘米2,不计A、C本身重力、大气压和热量损失,问:
(1)控水槽内保持一定水位,浮体A的最小体积应为多大?(g取10N/kg)
(2)若热胆中储水1千克,由电热管加热,要求在10分钟内把水从20℃加热到100℃,则电热管的电功率为多大?
(3)饮水机的电路如图乙,水沸腾前,红灯亮、绿灯灭、加热管正常工作;水沸腾后,绿灯亮、红灯灭、加热管不工作.试分析温控开关1和2在水沸腾前后通断情况以及红绿指示灯电阻R红、R绿应满足的条件.
(1)控水槽内保持一定水位,浮体A的最小体积应为多大?(g取10N/kg)
(2)若热胆中储水1千克,由电热管加热,要求在10分钟内把水从20℃加热到100℃,则电热管的电功率为多大?
(3)饮水机的电路如图乙,水沸腾前,红灯亮、绿灯灭、加热管正常工作;水沸腾后,绿灯亮、红灯灭、加热管不工作.试分析温控开关1和2在水沸腾前后通断情况以及红绿指示灯电阻R红、R绿应满足的条件.
▼优质解答
答案和解析
(1)浮体A具有最小体积的条件是:浮体A刚好浸没在水中时受到向上的浮力跟阀门C受到水向下的压力相等,桶口处的水压为:
p=ρgh=103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa;
C受到的水的压力为:
F=pS=4×103Pa×10-4m2=0.4N;
则F浮=F=ρgV排得
浮体A的最小体积V=V排=
=
=4×10-5m3,
答:浮体A的最小体积为4×10-5m3;
(2)水应吸收的热量:
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100-20)℃=3.36×105J;
因热量全部由电能提供,即W=Q=Pt
所以电热管的电功率P=
=
=560W;
答:电热管的电功率为560W;
(3)开关1和2在水沸腾前同时闭合,在水沸腾后同时断开
R红<<R绿(红灯电阻远远小于绿灯电阻).
p=ρgh=103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa;
C受到的水的压力为:
F=pS=4×103Pa×10-4m2=0.4N;
则F浮=F=ρgV排得
浮体A的最小体积V=V排=
F |
ρg |
0.4N |
1000kg/m3×10N/kg |
答:浮体A的最小体积为4×10-5m3;
(2)水应吸收的热量:
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100-20)℃=3.36×105J;
因热量全部由电能提供,即W=Q=Pt
所以电热管的电功率P=
W |
t |
3.36×105J |
600s |
答:电热管的电功率为560W;
(3)开关1和2在水沸腾前同时闭合,在水沸腾后同时断开
R红<<R绿(红灯电阻远远小于绿灯电阻).
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