如图所示是一种家用蒸汽电熨斗的实物图和铭牌.使用时水箱中的水滴入被加热的底板汽室,迅速汽化产生向下的蒸汽.(g=10N/kg)
额定电压 | 220V | 功能 | 汽烫、干烫 |
额定频率 | 50Hz | 蒸汽方式 | 滴下式 |
额定功率 | 1000W | 质量 | 1.3kg |
底板面积 | 160cm2 | 放置方式 | 自立式 |
(2)在熨斗水箱中注入0.3kg的水,将它平放在置于水平桌面的衣服上,求:熨斗对衣服的压强是多少?
(3)用熨斗汽烫前先预热,使金属底板的温度从20℃升高到220℃,温控开关自动断开.已知金属底板的质量为1kg,金属底板的比热容为0.46×103J/(kg?℃).问:蒸汽电熨斗预热过程中金属底板吸收多少热量?
(4)汽烫时,水滴入汽室,由于水升温汽化而带走热量.当金属底板温度降到190℃时,温控开关自动闭合,电熨斗正常工作,当加热到220℃时,温控开关自动断开,停止加热.如此反复.若蒸汽电熨斗工作情况按如图所示的规律变化时,则12min熨烫一件衣服共消耗多少电能?
解:(1)蒸汽电熨斗正常工作时电阻丝的电阻:
R===48.4Ω;
(2)电熨斗对衣服的压力:
F=G=mg=(1.3kg+0.3kg)×10N/kg=16N.
对衣服的压强:
P===1000Pa.
(3)蒸汽电熨斗预热过程中金属底板吸收的热量:
Q=cm△t=0.46×103J/(kg?℃)×1kg×(220℃-20℃)=9.2×104J;
(4)由图知工作时间为:t=720s×=540s,
则消耗的电能为:W=Pt=1000W×540s=5.4×105J.
答:(1)蒸汽电熨斗正常工作时电阻丝的电阻48.4Ω;
(2)熨斗对衣服的压强为1000Pa;
(3)蒸汽电熨斗预热过程中金属底板吸收的热量为9.2×104J;
(4)12min熨烫一件衣服消耗的电能为5.4×105J.
(1)已知额定电压和额定功率,根据R=求出蒸汽电熨斗正常工作时电阻丝的电阻;
(2)熨斗对衣服的压力和水与熨斗的重力相等,根据G=mg求出其大小,再根据压强公式求出对衣服的压强;
(3)根据Q=cm△t即可求出金属底板吸收的热量;
(4)由图象可知熨烫一件衣服需要的加热时间,根据W=Pt求出消耗的电能.
点评:本题考查生活中的物理知识的应用,要学会从实际情景中找出物理模型和采用的物理规律.本题是一道信息给予题,解决此类问题的关键是善于从题目中找到有用的信息,结合相应的计算公式计算,计算过程注意面积单位的换算.