Question

（2013·黃岡）電熱加濕器工作原理：加濕器水箱中部分水通過(guò)進(jìn)水閥門(mén)進(jìn)入電熱槽中受熱至沸騰，產(chǎn)生的水蒸氣通過(guò)蒸汽擴(kuò)散裝置噴入空氣中，從而提高空氣濕度.下表是某同學(xué)設(shè)計(jì)的電熱加濕器部分參數(shù)，其發(fā)熱電路如圖所示，R1、R2為阻值相同的發(fā)熱電阻，1、2、3、4為觸點(diǎn)，S為旋轉(zhuǎn)型開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)關(guān)、低、高檔的轉(zhuǎn)換.則：

額定電壓	220 V
額定最大發(fā)熱功率	400 W
水箱容積	4 L
適用面積	40～60 m2

　　　　　　　

　(1)若加熱前水溫為20 ℃，電熱槽內(nèi)氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，從加熱到沸騰最短時(shí)間為3分鐘，則電熱槽中水的質(zhì)量是多少千克？［不計(jì)熱損失，c水=4.2×103 J/(kg·℃)，結(jié)果保留兩位小數(shù)］

　(2)加濕器在低檔時(shí)的發(fā)熱功率.

　(3)對(duì)于需要制冷的室內(nèi)，電熱加濕器會(huì)使其氣溫升高，請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l改進(jìn)的建議.

Answer 1

（1）不計(jì)熱損失，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）電熱加濕器在高檔時(shí)，R2被短路，電路中只有R1,有P1=U2/R1

電熱加濕器在低檔時(shí)，R1和R2串聯(lián)，總電阻

R=2R1，有P2=U2/2R1

則P2/P1=R1/2R1=0.5,P2=0.5×400 W=200 W

（3）可以降低電熱槽內(nèi)氣壓