Question

【題目】如圖所示為一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的便攜式掛燙機,它的正常工作電壓為220V,水箱裝水最多0.5kg,加熱功率有大、小兩個擋位.設計師最初設計的內部電路有如圖所示的甲、乙兩種接法,其中電熱絲R1=56Ω,R2=44Ω.

（1）高溫水蒸氣熨燙衣服時,先后經過_____和______兩種物態變化最終將衣服熨平；

（2）兩個電路中所選熔斷器里熔絲允許通過的最大電流為8.5A,請通過計算說明甲、乙哪種電路符合設計師的選擇;(計算結果保留一位小數)

（3）若不計熱損失,將水箱中0.25kg的水從20℃升高到100℃,掛燙機至少需要多長時間?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]

Answer 1

【答案】 汽化 液化 甲電路符合設計師的要求 76.36s

【解析】(1)高溫水蒸氣熨燙衣服時，水沸騰變成水蒸氣，遇到衣服迅速由氣態變成液態，先后經過汽化和液化兩種物態變化最終將衣服熨平；(2)如果選擇甲電路,當開關旋至1、2之間時,電路中只有電阻R2工作，此時的電路中的電流最大，電流：I大＝＝5A；如果選擇乙電路,當開關旋至1、2之間時,R1、R2并聯，電路中電流最大，電流：I′大＝I1I2＝＝3.9A+5A＝8.9A，由于兩個電路中所選熔斷器里的熔絲允許通過的最大電流為8.5A，故設計師最終選擇了甲電路。(3) )掛燙機大功率擋工作時,電路中電流為5A,此時功率為：P＝UI大＝220V×5A＝1100W；水吸收的熱量為：Q＝cm(tt0)＝4.2×103J/(kg℃)×0.25kg×(100℃20℃)＝8.4×104J，由P＝得,所需時間為：t＝76.36s.