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小明家新安装了一台如图所示的太阳能 电能两用热水器.平常使用太阳能 在阳光不足时

时间:2018-12-25 21:04:08

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小明家新安装了一台如图所示的太阳能 电能两用热水器.平常使用太阳能 在阳光不足时

问题补充:

小明家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器.平常使用太阳能,在阳光不足时,用电热丝辅助加热.热水器名牌如下:

XX牌热水器型号HM-20集热管数28支额定频率50Hz水箱容积200L集热管管长180cm额定电压220V防水等级A系统承压3.0Mpa额定功率4400W(1)电热水器正常工作时,电热丝的电阻和电流各是多少?

(2)若通过完全燃烧天然气加热该热水器的满箱水,使其温度从20℃升高到50℃时,不考虑热量的损失,需要多少立方米天然气?(天然气的热值为4.0×107J/m3)

(3)若通过电热丝加热该热水器的满箱水,使其温度从20℃升高到50℃时,不考虑热量的损失,设电能全部转化为内能,则电热丝需正常工作多长时间?

答案:

解:(1)电热水器的额定电压是220V,额定功率是4400W,

∵P=UI,

∴电热水器的电流I===20A

又∵I=,

∴电热水器的电阻R===11Ω;

(2)水箱容积200L=200dm3,

∵ρ=,

∴水的质量:

m=ρ水V=1.0×103kg/m3×200×10-3m3=200kg;

水吸收热量:

Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×200kg×(50℃-20℃)=2.52×107J;

由题知,Q吸=Q放=qV,

所以需要天然气的体积:V===0.63m3;

(3)水从20℃加热到50℃吸收的热量:Q吸=2.52×107J,

由题知,W电=Q吸,

∵P=,

∴电加热器正常工作时间:t==≈5727.3s.

答:(1)电热水器正常工作时,电热丝的电阻是11Ω,电流是20A;

(2)若通过完全燃烧天然气加热该热水器的满箱水,使其温度从20℃升高到50℃时,不考虑热量的损失,需要0.63m3天然气;

(3)若通过电热丝加热该热水器的满箱水,使其温度从20℃升高到50℃时不考虑热量的损失,设电能全部转化为内能,则电热丝需正常工作5727.3s.

解析分析:(1)表格中提供了热水器的额定功率和额定电压,根据P=UI变形可以求出热水器的电流,再根据欧姆定律I=可以计算出热水器的电阻.

(2)已知水的体积和密度,根据公式ρ=变形可求水的质量,再利用公式Q吸=cm(t-t0)可求水吸收的热量;不计热量的损失,Q吸=Q放=qV,据此求需要天然气的体积.

(3)由题知W电=Q吸,再由公式P=变形求电加热器正常工作时间.

点评:本题为电功和热量的综合计算题,考查了电能的计算、热量的计算、电流和电阻的计算,知识面广,难度大,要求学生要掌握各方面的知识,才能解决综合性的问题.

小明家新安装了一台如图所示的太阳能 电能两用热水器.平常使用太阳能 在阳光不足时 用电热丝辅助加热.热水器名牌如下:XX牌热水器型号HM-20集热管数28支额定频率5

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