问题 计算题

家庭室内装修要用到某种液体乙烯材料和三混粉,工人师傅使用加热与搅拌为一体的用电器,下图是该用电器的工作原理图。先在室温下把液体乙烯材料放入容器中,温控旋转开关接ab开始加热,发光二极管正常发光,当液体温度达到70℃;温控旋转开关自动接cd,发光二极管熄灭,电动机起动,再倒入三混粉在容器中保温搅拌,搅拌均匀后,涂抹到墙壁上使之更加平滑牢固。旋转开关接ab时电路消耗功率为1522W,旋转开关接cd时电路消耗功率为1200W,电动机正常工作的功率为1100W,发光二极管L规格为“2V 0.2W”,R1是加热电热丝,R2是保温电热丝,R0为保护发光二极管正常工作的限流电阻。(忽略温度对电阻的影响)

(1)用电器正常工作时,求保温电热丝R0的电阻值。

(2)液体乙烯材料质量为6kg,初温为20℃,求温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时,液体乙烯材料吸收了多少热量【C=1.8×103J/(kg℃)】

(3)温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时,电路正常工作了6分40秒,该过程中加热电热丝产生的热量为多少?

答案

解:

(1) 保温电热丝消耗的功率:P=Pcd-P=1200W-1100W=100W,保温电热丝阻值:R2=U2/P=(220V)2/100W=484Ω;

(2) 液体乙烯材料吸收热量: Q=CmΔt=1.8×103J/(kg?℃) ×6kg×(70℃-20℃)=5.4×105J;

(3) 发光二极管正常工作的电流:IL=PL/UL=0.2W/2V=0.1A,发光二极管支路消耗的功率:P=U×IL=220V×0.1A=22W,加热电热丝消耗的功率: P=Pab-P=1522W-22W=1500W,加热电热丝产生的热量: Q= W=Pt=1500W×400s=6×105J。

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