电压力锅集高压锅和电饭锅的优点于一体，既安全又节能．某型号电压力锅的额定电压为220V，右图是其工作原理图，R1、R2分别是主加热器和保压加热器，R1的额定功率为800W；L是用来指示电压力锅工作状态的变色发光二极管，当通过它的电流小于40 mA时，发红光，达到40mA时，开始发绿光，只要有电流通过L其两端电压就恒为2V；R0是特殊电阻，其阻值随锅内温度变化而改变；接通电路，开关S自动与触点a、b闭合，开始加热，当锅内水温达到105℃时，S自动与a、b断开，并与触点c接通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾．
(1)电压力锅正常工作时，若指示灯L发绿光，求R0的最大阻值． (2)在保压状态下，加热器正常工作1h耗电0.2kWh，求R2的阻值．
(3)用该压力锅对5 L、20℃的水加热，正常工作35min后，求水温升高到多少摄氏度?已知消耗的电能有90％被有效利用，水的比热容为4.2×103J／(kg·℃)．
解析：
（1）由于发绿光，所以其电流为至少为40mA，即
I0=IL=40mA
R0两端的电压是：
U0=U-UL=220V-2V=218V
故R0的最大电阻为：
R0=U0/I0=218V/(40×10-3A)=5450Ω
（2）在保压状态下，忽略L与R0,只R2接入电路。故根据W=(U2/R)t得
R2=U2t/W2=(220V)2×1×3600s/(0.2×3.6×106J)=242Ω
（3）正常加热35min消耗的R1电能是：W1=P1t=800W×35×60s=1.68×106J
R2消耗的电能是:
W2=U2t2/R2=(220V)2×35×60s/242Ω=4.2×105J
消耗的总电能是:
W=W1+W2=1.68×106J+4.2×105J=2.1×106J
水吸收的热量是：
Q吸=Wη=2.1×106J×90%=1.89×106J
水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg
水上升的温度:
△t=Q吸/(cm)=1.89×106J/[4.2×103J／(kg·℃)×5kg=90℃
水温升高到:t=t0+△t=20℃+90℃=110℃
但由于锅内最高温度为105℃,故其水温只能升高到105℃.
微信扫码关注三人行问答社区 公众号
加载中...