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在北方冬天热力厂将水加热后,通过管道把热水送到各家各户的暖气片中进行集中供暖.在南方家庭取暖的设施各不相同,油汀电暖器是一种常用的取暖设备,如图所示,上下各一根中空的
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![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/d1a20cf431adcbef5ff90c82afaf2edda2cc9f60.jpg)
(1)为什么北方集中供暖用水作为传递热量的介质,而油汀电暖器却要用导热油作为传递热量的介质?依据你所学的知识说明其道理.
(2)油汀电暖器的电发热丝应当安装在上金属管还是下金属管中?为什么?
(3)为什么油汀电暖器要采用“上下各一根中空的金属管,这两管道间用若干根金属管上下连通”的结构,而不采用“左右各一根中空的金属管,这两管道间用若干根金属管左右连通”的结构?请说明其中的道理.
(4)若室内温度为0℃,要将该电暖器的温度升至80℃,至少需多长时间?设加热过程中散失的热量占总热量的20%.
▼优质解答
答案和解析
(1)①因为水的比热容大,同样质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,故北方集中供暖用水作为传递热量的介质;
②因为导热油沸点高,可以达到更高的温度,取暖效果好;另外油是绝缘体用起来更安全.
(2)油汀电暖器的电发热丝应当安装在下金属管中,加热电暖器下方的油,发生对流,使油快速升高温度;
(3)电流通过下金属管中的电热丝做功,使下方的油内能增加、温度升高,高温的油上升,上方低温的油下降,发生对流,所以采用“上下各一根中空的金属管,这两管道间用若干根金属管上下连通”的结构;
(4)温度从0℃升高至80℃,油吸收的热量:
Q油吸=c1m1△t=1.8×103J/(kg•℃)×6kg×80℃=8.64×105J,
金属管及散热片吸收的热量:
Q金吸=c2m2△t=0.46×103J/(kg•℃)×5kg×80℃=1.84×105J,
Q吸=Q油吸+Q金吸=8.64×105J+1.84×105J=1.048×106J,
由题知,W电×(1-20%)=Q吸,
∴W电=
=
=1.31×106J,
∵W电=Pt,
∴t=
=
=655s.
答:至少需要655s.
(1)①因为水的比热容大,同样质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,故北方集中供暖用水作为传递热量的介质;
②因为导热油沸点高,可以达到更高的温度,取暖效果好;另外油是绝缘体用起来更安全.
(2)油汀电暖器的电发热丝应当安装在下金属管中,加热电暖器下方的油,发生对流,使油快速升高温度;
(3)电流通过下金属管中的电热丝做功,使下方的油内能增加、温度升高,高温的油上升,上方低温的油下降,发生对流,所以采用“上下各一根中空的金属管,这两管道间用若干根金属管上下连通”的结构;
(4)温度从0℃升高至80℃,油吸收的热量:
Q油吸=c1m1△t=1.8×103J/(kg•℃)×6kg×80℃=8.64×105J,
金属管及散热片吸收的热量:
Q金吸=c2m2△t=0.46×103J/(kg•℃)×5kg×80℃=1.84×105J,
Q吸=Q油吸+Q金吸=8.64×105J+1.84×105J=1.048×106J,
由题知,W电×(1-20%)=Q吸,
∴W电=
Q吸 |
1−20% |
1.048×106J |
0.8 |
∵W电=Pt,
∴t=
W电 |
P |
1.31×106J |
2000W |
答:至少需要655s.
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