小明家中新购置了一台挂式电热水器,他查看了电热水器说明书后,将电热水器内部电路结构简化成如图所示电路图,该热水...
问题详情:
小明家中新购置了一台挂式电热水器,他查看了电热水器说明书后,将电热水器内部电路结构简化成如图所示电路图,该热水器设有高,中,低三档,电热丝R1=50Ω,电热丝R2=242Ω,电热转化效率为84%,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),求:
(1)高温档的加热功率;
(2)用低温档将22kg水从20℃加热到60℃需要的时间;
(3)如果改用无烟煤,将第(2)中22kg水从20℃加热到60℃需要燃烧无烟煤0.5kg,求加热效率为多少?(无烟煤热值为3.4×107J/kg)
【回答】
(1)1168W; (2)2.2×104s; (3)21.7%
【详解】
(1)由电路图可知,当三个开关都闭合时,R1与R2并联,电路的总电阻最小,电源电压一定,由可知,此时电路的总功率最大,热水器处于高温档,所以高温档的加热功率:
;
(2)将22kg水从20℃加热到60℃吸收的热量:
,
由电路图可知,闭合S、S2时,只有R2连入电路中,电路中电阻最大,功率最小,热水器处于低温档,功率为:
,
电热转化效率为84%,即,
所以加热时间:
.
(3)燃烧无烟煤0.5kg,释放的热量为:
加热效率为:
.
知识点:焦耳定律
题型:计算题