Question

（2013?武漢模擬）下表為某品牌家用燃?xì)鉄崴�器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)．熱負(fù)荷是指燃料在燃燒器中完全燃燒時(shí)單位時(shí)間內(nèi)所釋放的熱量．

燃?xì)夥N類(lèi)	天然氣
額定熱負(fù)荷	16Kw
適用水壓	0.025MPa～0.75MPa
額定產(chǎn)熱水能力	8L/min（△t=25℃）

（1）熱水器機(jī)殼上印有這樣一條警告：“氣溫低于0℃時(shí)，用后請(qǐng)打開(kāi)放水塞，放盡機(jī)內(nèi)存水，再擰緊…”．這樣做的原因是

水凝固成冰時(shí)，體積變大，容易脹壞機(jī)器

．
（2）試求該型號(hào)家用燃?xì)鉄崴�器正常工作時(shí)的效率．
（3）某高樓內(nèi)的住戶(hù)家的燃?xì)鉄崴�器比地面的配水房�?00m，若要該戶(hù)居民家里的燃?xì)鉄崴�器能正常工作，則配水房提供的水壓應(yīng)不低于多少Pa？

Answer 1

分析：（1）水的凝固點(diǎn)是0℃，水在結(jié)冰過(guò)程中體積會(huì)膨脹；
（2）已知熱水器的額定熱負(fù)荷和1min，可以得到在此時(shí)間產(chǎn)生的熱量Q；已知1min加熱水的體積，根據(jù)密度公式可以得到1min加熱水的質(zhì)量；已知水的質(zhì)量、比熱和升高的溫度，可以得到吸收的熱量；又已知水吸收的熱量和熱水器產(chǎn)生的熱量，兩者之比就是熱水器的燒水效率；
（3）知道住戶(hù)家的燃?xì)鉄崴�器比地面的配水房�?00m，根據(jù)液體壓強(qiáng)公式求出水產(chǎn)生的壓強(qiáng)然后加上使用的最小水強(qiáng)即為配水房提供的最小水壓．

解答：解：（1）氣溫低于0℃時(shí)，使用后的熱水器中殘存的水會(huì)結(jié)冰．水結(jié)冰后，密度變小，體積膨脹，很容易把熱水器脹破．所以，氣溫低于0℃時(shí)，用后需要打開(kāi)放水塞，放盡機(jī)體內(nèi)存水，再擰緊；
（2）熱水器正常工作1min，產(chǎn)生的熱量：
Q=Pt=16×10³W×60s=9.6×10⁵J，
根據(jù)ρ=

m

V

可得，1min內(nèi)加熱水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×8×10^-3m³=8kg，
這些水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×8kg×25℃=8.4×10⁵J，
熱水器的燒水效率：
η=

Q吸

Q

×100%=

8.4×105J

9.6×105J

×100%=87.5%；
（3）配水房提供的最小水壓：
p=p₀+p_水=p₀+ρgh=2.5×10⁴Pa+1.0×10³kg/m³×10N/kg×100m=1.025×10⁶Pa．
答：（1）水凝固成冰時(shí)，體積變大，容易脹壞機(jī)器；
（2）該型號(hào)家用燃?xì)鉄崴�器正常工作時(shí)的效率為87.5%；
（3）配水房提供的水壓應(yīng)不低于1.025×10⁶PaPa．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電功公式、密度公式、吸熱公式、效率公式和壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是銘牌參數(shù)含義的理解與應(yīng)用，同時(shí)要注意水在結(jié)冰過(guò)程中體積會(huì)膨脹以及計(jì)算配水房提供的水壓時(shí)要加上使用的最小水壓．