Question

【題目】如圖1為一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的便攜式掛燙機(jī)，它的正常工作電壓為220V，水箱裝水最多0.3kg，加熱功率有大小兩個(gè)檔位，設(shè)計(jì)師最初設(shè)計(jì)的內(nèi)部電路有如圖2甲、乙兩種接法，其中電熱絲R1=56Ω，R2=44Ω．
（1）高溫水蒸氣熨燙衣服時(shí)，水蒸氣遇到衣服迅速成小水珠，放出熱量，將衣服熨平（填物態(tài)變化名稱）；
（2）如果選擇甲電路，電路中最大電流為A，如果選擇乙電路，電路中最大電流為A，由于兩個(gè)電路中所選熔斷器里的熔絲允許通過的最大電流為8.2A，故設(shè)計(jì)師最終選擇了甲電路；（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）
（3）請(qǐng)分別計(jì)算這款掛燙機(jī)兩個(gè)檔位的額定功率；
（4）若將水箱中0.22kg的水從25℃加熱到100℃，掛燙機(jī)至少需要加熱多長(zhǎng)時(shí)間？[水的比熱容c=4.2×103J/（kg℃）]．

Answer 1

【答案】
（1）液化
（2）5；8.9
（3）解：掛燙機(jī)大功率擋工作時(shí)，電路中電流為5 A，此時(shí)功率

P1=UI大=220V×5A=1100W；

掛燙機(jī)小功率擋工作時(shí)，R1、R2串聯(lián)，此時(shí)功率

P2= = =484W；

（4）解：水吸收的熱量：Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×0.22kg×（100℃﹣25℃）=6.93×104J，

由P= 得，所需時(shí)間t= = =63s．

【解析】（1）高溫水蒸氣熨燙衣服時(shí)，水蒸氣遇到衣服迅速，由氣態(tài)變成液態(tài)，是液化現(xiàn)象；水蒸氣液化時(shí)，要放出大量的熱，從而將衣服熨平；（2）如果選擇甲電路，當(dāng)開關(guān)旋至1、2之間時(shí)，電路中只有電阻R2工作，此時(shí)的電路中的電流最大， 電流：I大= = =5A；
如果選擇乙電路，當(dāng)開關(guān)旋至1、2之間時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電路中電流最大，
電流：I大′=I1+I2= + = + =3.9A+5A=8.9A；故答案為：（1）液化；（2）5；8.9；（3）兩個(gè)額定功率分別為1100W和484W；（4）將水箱中0.22kg的水從25℃加熱到100℃，掛燙機(jī)至少需要加熱63s．
（1）水蒸氣遇冷會(huì)發(fā)生液化現(xiàn)象，液化會(huì)放出很多熱量．據(jù)此分析回答；（2）根據(jù)所選檔位的電阻，根據(jù)歐姆定律I= 即可求出通過甲乙兩電路的最大電流；（3）根據(jù)掛燙機(jī)兩個(gè)檔位，根據(jù)P= 可求出兩個(gè)檔位的功率；（4）計(jì)算蒸汽電熨斗預(yù)熱時(shí)底板吸收的熱量Q，已知初溫和末溫、比熱容、水的質(zhì)量，可以利用熱量的計(jì)算公式Q=cm△t計(jì)算；然后利用電功率定義式計(jì)算時(shí)間．