明明家最近在装修新房子, 卫生间里准备装一种电热水器, 目前市面上有两种电热水器供家中选择, 一种是传统的预热式电热水器, 如图甲,其部分参数如表。另一种是即热式电热水器,如图乙,它没有储水箱,体积小巧。冷水进入热水器后,分4~6路被大功率电热管加热,然后再汇合成一路从出水喷头流出,随着温度设定及出水量的不同,加热功率可从4000W~7000W变化。它较传统的热水器优点在于:即开即热;不开不加热,节能;且加热效率高达96%以上。请解答:
图甲:预热式电热水器 图乙:即热式电热水器
(1)一般情况下,热水淋浴要求水温升高30℃,请计算预热式电热水器装满水后,正常工作将水加热到可以淋浴的温度,水需要吸收多少J的热量?如电加热效率为90%,需要通电加热多长时间?
(2)即热式电热水器的额定电压也是220V,请计算它在加热水达到最大功率时,家庭电路干路中增加的电流是多少A?(精确到0.1A)
(3)明明调查发现他家房子电能表、空气开关、墙内导线的相关参数分别为“220V 40A”、“220V 30A”、“220V 40A”。请分析他家能否安装这种即热式电热水器。若不能,还想安装如何解决。
(1)1.008×107J;5600s(2)31.8A(3)不能安装;将空气开关更换为额定电流为大于等于32A的。(或将空气开关更换为220V 40A 等符合要求的)
题目分析:(1)Q吸=cm△t=4.2×103 ×80 ×30J =1.008×107J (1分)
ηW电=Q吸 ηPt=Q吸 t=Q吸/ηP=1.008×107J J/(90%×2000W)=5600s(2分)
(2)P=UI I=P/U=7000W/220V=31.8A (1分)
(3)由于31.8A>30A。 所以不能安装。 (1分)
将空气开关更换为额定电流为大于等于32A的。(或将空气开关更换为220V 40A 等符合要求的)(1分)
点评:本题是一道电功与热量的综合计算,涉及到了热量计算公式、电功率公式的灵活应用,对于电能表、空气开关、墙内导线的电流参数要能根据实际情况进行判断.