Question

9．閱讀短文，回答問題：

如圖甲是一種可調(diào)溫蒸汽電熨斗，其說明書的部分內(nèi)容如下：
產(chǎn)品特點：
具有干濕兩用功能．干用功能是指在無水狀態(tài)下，通過電加熱管加熱底板，底板溫度上升，直接壓燙衣物；濕用功能是指在蒸汽狀態(tài)下熨燙．
自動恒溫設(shè)置，針對不同面料可調(diào)節(jié)底板溫度．
技術(shù)參數(shù)：
自身質(zhì)量：1.3kg
額定功率：1000W
額定電壓：220V
在額定電壓下工作時能達到的最大噴氣量：15g/min
（1）某師傅在用熨斗干燙衣服時，用了19N向下的力壓熨斗，如果熨斗底板與衣服接觸的面積為160cm²，在此過程中，衣服受到的壓強為2000Pa．（g取10N/kg）
（2）用熨斗汽燙前先預(yù)熱，使金屬底板的溫度從20℃升高到220℃，溫控開關(guān)自動斷開．已知金屬底板的質(zhì)量為1kg，金屬底板的比熱容為0.46×10³ J/（kg．℃）．則蒸汽電熨斗預(yù)熱過程中金屬底板吸收的熱量為9.2×10⁴J．
（3）設(shè)計生產(chǎn)電熨斗時，技術(shù)人員會根據(jù)不同部分的作用選用具有不同物理屬性的材料．“水位觀察窗”選用的材料應(yīng)具有很好的透明度（填“硬度”、“延展性”或“透明度”）；用熨斗汽燙時，可以看到熨斗底板蒸汽口的周圍有大量“白霧”，這是因為水先汽化后液化（上兩格均填物態(tài)變化名稱）形成的小水珠；某次使用時發(fā)現(xiàn)從蒸汽口噴出的是水柱而不是“白霧”，請你猜想可能的原因是水的溫度未達到沸點，沒有沸騰．
（4）若某次使用中，該電熨斗（額定電壓下）在最大噴氣量狀態(tài)下工作時消耗的電能中只有70%被水吸收，則該狀態(tài)下每克水噴出前吸收的熱量是2800J．
（5）如圖乙所示為自動調(diào)溫電熨斗的電路圖，右下方為溫控部分，A為雙金屬片，由兩層不同金屬黏合而成，受熱時二者膨脹的快慢不同．在未通電和低于預(yù)定溫度時，雙金屬片A和靜片B上的觸點接通，指示燈L亮，電熱絲R發(fā)熱，當(dāng)溫度達到預(yù)定溫度時，由于雙金屬片的金屬層b（填“a”或“b”）膨脹較快，向左彎曲，電路斷開，如圖丙所示．調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕C，使靜片向左時，調(diào)溫電熨斗的預(yù)定溫度值將變高（填“高”或“低”）．
（6）近年來用一種主要成分為BaTiO₃被稱為“PTC”的特殊材料作為發(fā)熱體，既可省電，又能自動調(diào)溫，避免了老產(chǎn)品采用雙金屬片制成的調(diào)溫器溫控質(zhì)量不可靠的問題．如圖丁是“PTC”材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系圖象，當(dāng)發(fā)熱體產(chǎn)生的熱與向外散發(fā)的熱平衡時，溫度達到一個穩(wěn)定值．由圖象可以判定：通電后，PTC電熨斗的功率變化情況是先變大后變小，穩(wěn)定時的溫度應(yīng)取T₁-T₂區(qū)間的某一值．

Answer 1

分析 （1）知道電熨斗的質(zhì)量，利用G=mg求電熨斗的重力，電熨斗對衣服時的壓力等于電熨斗重力加上師傅的壓力，知道受力面積，利用壓強公式p=$\frac{F}{S}$求衣服受到的壓強；
（2）計算蒸汽電熨斗預(yù)熱時底板吸收的熱量Q，已知初溫和末溫、比熱容、底板的質(zhì)量，可以利用熱量的計算公式Q=cm△t計算；
（3）根據(jù)題意可知水位觀察窗應(yīng)可以觀察到水的位置據(jù)此分析其物理屬性；熨斗底板蒸汽口的周圍有大量“白霧”是從液態(tài)的水變成氣態(tài)的水蒸氣然后又變成液態(tài)的小水滴在空中形成的，然后根據(jù)從蒸汽口噴出的是水柱而不是“白霧”進行猜想；
（4）最大噴氣量狀態(tài)下工作時，先根據(jù)W=Pt求出每分鐘消耗的電能，再根據(jù)轉(zhuǎn)化效率求出水吸收的熱量，最后求出每克水變成水蒸氣吸收的熱量；
（5）由圖可知雙金屬片的金屬層哪側(cè)膨脹較快，金屬片的伸縮能力是一定的據(jù)此分析調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕C使靜片向左時調(diào)溫電熨斗預(yù)定溫度值的變化；
（6）由圖可知，材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系，根據(jù)功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得出功率變化情況；由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知道，在T₁-T₂區(qū)間，當(dāng)R變大時，P變小；當(dāng)R變小時，P變大，使得P穩(wěn)定在某一值、溫度穩(wěn)定在某一值；

解答 解：
（1）電熨斗對衣服的壓力：
F=G+F_壓=mg=mg+F_壓=1.3kg×10N/kg+19N=32N，
對衣服的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{32N}{1.6×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2000Pa；
（2）蒸汽電熨斗預(yù)熱過程中金屬底板吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=0.46×10³J/（kg•℃）×1kg×（220℃-20℃）=9.2×10⁴J；
（3）能觀察到熨斗中的水位，應(yīng)用透明度很好的材料制造“水位觀察窗”；
熨斗底板蒸汽口的周圍有大量“白霧”是從液態(tài)的水變成氣態(tài)的水蒸氣然后又變成液態(tài)的小水滴在空中形成的，故發(fā)生的物體變化為先汽化后液化；
從蒸汽口噴出的是水柱而不是“白霧”說明水未汽化，故猜想水的溫度未達到沸點，沒有沸騰．
（4）最大噴氣量狀態(tài)下工作時：
每分鐘消耗的電能W=Pt=1000W×60s=60000J，
15g水吸收的熱量Q=Wη=60000J×70%=42000J，
每克水變成水蒸氣吸收的熱量：
Q′=$\frac{4200J}{15}$=2800J；
（5）由圖乙可知，在溫度升高時，b測金屬層膨脹較快，向左彎曲，電路斷開；
若調(diào)節(jié)圖中的旋鈕C，使靜片向左移動一些，則雙金屬片要向左彎曲得更多才能使電路斷開，這時對應(yīng)所需的溫度更高，即調(diào)溫電熨斗的設(shè)定溫度值將提高；
（6）由圖可知，材料的電阻隨溫度的變化先變小、后變大，根據(jù)功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得出功率先變大、后變小；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知道，在T₁-T₂區(qū)間，當(dāng)R變大時，P變��；當(dāng)R變小時，P變大，使得P穩(wěn)定在某一值、溫度穩(wěn)定在某一值．
故答案為：
（1）2000；（2）9.2×10⁴；（3）透明度；汽化；液化；水的溫度未達到沸點，沒有沸騰；
（4）2800；（5）b；高；（6）先變大后變��；T₁-T₂．

點評 本題考查了壓強的計算、熱量的計算和物態(tài)的變化以及電功的計算，關(guān)鍵是會分析物體熱脹冷縮和溫度的關(guān)系，考查了學(xué)生提取有用信息的能力，是一道好題．