Question

圖甲是一種常見的臺式飲水機(jī)，圖乙是它的結(jié)構(gòu)示意圖．控水槽內(nèi)的塑料浮子其質(zhì)量和厚度可忽略不計(jì)．浮子通過一輕質(zhì)硬桿與閥門相連．當(dāng)浮子浸沒時，閥門恰好將面積為2cm²的放水孔關(guān)閉．
（1）蓄水桶中水深0.4m時，水對閥門的壓強(qiáng)為多少Pa？
（2）飲水機(jī)的部分技術(shù)參數(shù)如下表所示．簡化電路圖如圖丙．電路圖中的溫控開關(guān)能根據(jù)加熱罐內(nèi)水的溫度自動控制電路，當(dāng)加熱罐中的水溫低于86℃時，溫控開關(guān)自動接通加熱電路，把水溫加熱到95℃后，停止加熱．從而使水溫總保持在86℃～95℃之間．經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加熱罐內(nèi)裝滿熱水但較長時間沒有飲用時，每隔一段時間，加熱指示燈就會亮84s，試計(jì)算該時間內(nèi)飲水機(jī)的加熱效率．

額定電壓	220V
額定功率	500W
加熱罐容積	1L

Answer 1

解：（1）蓄水桶中水對閥門的壓強(qiáng)p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.4m=4×10³Pa；
（2）加熱罐中水的質(zhì)量m=ρV=1.0×10³kg/m³×10^-3m³=1kg；
水吸收的熱量Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（95℃-86℃）=3.78×10⁴J；
飲水機(jī)消耗的電能W=pt=500w×84s=4.2×10⁴J；
飲水機(jī)的加熱效率η===90%．
答：（1）水對閥門的壓強(qiáng)為4×10³Pa；
（2）飲水機(jī)的加熱效率為90%．
分析：（1）根據(jù)P=ρgh求出蓄水桶中水對閥門的壓強(qiáng)；
（2）飲水機(jī)的加熱效率就是水吸收熱量和消耗電能的一個比值；水吸收的熱量可以根據(jù)Q_吸=cm△t求出；消耗的電能可以根據(jù)W=Pt求出，P即加熱功率可以從參數(shù)表中找出．
點(diǎn)評：（1）本題考查液體壓強(qiáng)公式p=ρgh的應(yīng)用；
（2）知道飲水機(jī)就是利用電熱來工作的，飲水機(jī)的效率等于水吸收熱量和消耗電能的比值．