问题 计算题

图甲是一种常见的电热水袋,图乙是它的结构示意图.为了使用安全,电热水袋在用电加热到一定温度时温控开关S会自动切断电路,与此同时专用插头上的红色指示灯L会熄灭起提示作用.

(1)电热水袋里面一般用水作储能物质,除了水容易获得、成本低廉的原因外,还有一个重要原因是                                   

(2)温控开关s的内部结构如图丙所示:双金属片由两层不同金属粘合而成,受热时二者膨胀的快慢不同,金属层            (填“a”或“b”)膨胀较快,达到一定温度时,双金属片向上拱起,从而切断电路.如果温控开关失灵,水温超过预定温度而不切断电源,热水袋会因内部压强过高而爆炸.为了更加安全,有的电热水器里使用双重温控开关保护,也就是把两个温控开关             .(选填“串联”或“并联)

(3)某电热水袋的性能指标如表,当热水袋中水原来的温度是10℃时,在额定电压下加热10min指示灯就熄灭了,试求该电热水袋的效率.[c=4.2×103J/(kg·℃)]

答案

解:(1)水的比热容大

(2)a;串联

(3)热水袋中的水的质量:

m=ρV=1000kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,

温度从10℃升高到80℃,此过程中水吸收的热量是

Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(80℃﹣10℃)=2.94×105J;

消耗的电能:W=Pt=700W×10×60s=4.2×105J,

则该电热水袋的发热效率为η===70%

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