Question

某工廠設(shè)計(jì)了兩種淋浴器，一種是淋浴時(shí)電流直接對(duì)流動(dòng)的水加熱；另一種則是備有水箱，待水箱中的水加熱至合適的溫度后再供淋浴，按一般淋浴要求：淋浴器水流量約為10L/min，合適的水溫約50℃，用水時(shí)間約為5min，加熱前的水溫按20℃考慮，一般家庭供電電路允許的最大電流為20A．請(qǐng)根據(jù)以上情況和要求完成：
（1）按淋浴器用水的流量為10L/min，每分鐘用水多少kg？
（2）電加熱器的效率為70%，他一次淋浴約消耗多少電能？
（3）通過(guò)具體的計(jì)算，結(jié)合數(shù)據(jù)分析論證哪一種淋浴器不適合一般家庭選用？

Answer 1

（1）淋浴器每分鐘用水體積為：V=10L/min×1min=10L=10^-2m³
用水質(zhì)量為：m=ρV=1×10³kg/m³×10^-2m³=10 kg
答：淋浴器每分鐘用水質(zhì)量為10kg．
（2）一次淋浴需要5min，水從20℃升高到50℃需要吸收的熱量為：Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×5×（50℃-20℃）=6.3×10⁶J
因?yàn)殡娂訜嵝�率�?0%，所以消耗的電能：W=

Q

η

=

6.3×106J

70%

=9×10⁶J
答：一次淋浴約消耗電能是9×10⁶J．
（3）若選用電流直接加熱，按一次淋浴消耗電能約9×10⁶J，而每次淋浴時(shí)間5min則電路提供的電功率為：P=

W

t

=

9×106J

5×60s

=30000W=30kW
一般家庭不可能達(dá)到30kW電功率，所以電流直接加熱型電熱淋浴器不適合．