冬天,由于室內(nèi)溫度高于室外,故將有熱量從室內(nèi)傳遞到室外。本題只考慮傳導(dǎo)方式的傳熱,它服從以下的規(guī)律:設(shè)一塊導(dǎo)熱層,其厚度為l,面積為S,兩側(cè)溫度差的大小為ΔT,則通過(guò)導(dǎo)熱層由高溫處傳導(dǎo)到低溫處的熱功率為P=kΔTIS,其中k稱為熱導(dǎo)率,取決于導(dǎo)熱層材料的性質(zhì)。在室外溫度為t2=-23℃的情況下,取暖裝置供熱使房間內(nèi)的溫度保持在t1=17℃。假設(shè)該房間向外散熱是由面向室外的面積為S=2.5m2、厚度l=5mm的玻璃板引起的,已知該玻璃的熱導(dǎo)率k=0.29W/(m?℃),每度電費(fèi)為q=0.50元/度。
(1)若房間采用發(fā)熱效率為η=87%的電熱絲取暖器供熱,試求取暖器工作24h需要多少電費(fèi)?
(2)若房間采用空調(diào)取暖器供熱,試求在理想情況下該空調(diào)工作24h最少需要多少電費(fèi)?
提示1:空調(diào)取暖是通過(guò)外界對(duì)機(jī)器做功,把從低溫處吸取的熱量連同外界對(duì)機(jī)器做功所得到的能量一起送到高溫處的機(jī)器;它能使低溫處的溫度降低,高溫處的溫度升高。已知當(dāng)空調(diào)取暖機(jī)工作在絕對(duì)溫度為T1的高溫處和絕對(duì)溫度為T2的低溫處之間時(shí),若空調(diào)取暖機(jī)從低溫處吸取的熱量為Q,外界對(duì)空調(diào)取暖機(jī)做的功為W,則有QW≤T2T1-T2,式中“=”對(duì)應(yīng)于理論上的理想情況,設(shè)空調(diào)在高溫處放熱的功率為P′,需要消耗的電功率為P,則它從低溫處吸收熱量的功率為P′-P,則有P-P′P≤T2T1-T2。
提示2:絕對(duì)溫度T與攝氏溫度t之間的大小關(guān)系為T=t+273,絕對(duì)溫度T的單位為開(kāi)爾文,符號(hào)K。
ΔT
I
Q
W
T
2
T
1
-
T
2
P
-
P
′
P
T
2
T
1
-
T
2
【考點(diǎn)】電功與電能的計(jì)算.
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/9/8 0:0:9組卷:60引用:2難度:0.7
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1.學(xué)校物理社團(tuán)想要設(shè)計(jì)出能同時(shí)測(cè)量身高和體重的電路。他們先設(shè)計(jì)甲圖來(lái)實(shí)現(xiàn)體重的測(cè)量,已知電源電壓為18V,R是壓敏電阻,其阻值隨壓力變化情況如表所示,小明同學(xué)站上去后,電流表示數(shù)為0.9A,問(wèn):
F/N 300 400 500 600 700 R/Ω 28 24 20 16 12
(2)小明在R上站立了5秒,這段時(shí)間內(nèi)電路消耗多少電能?
(3)為了同步實(shí)現(xiàn)身高測(cè)量,成員們將電路升級(jí)為乙圖,R0 是阻值為10Ω的長(zhǎng)條狀電阻絲,滑片P隨著人身高的變化上下移動(dòng)。小明測(cè)量時(shí),OP段的電阻為4Ω,此時(shí)電壓表示數(shù)是多少?發(fā)布:2024/12/23 23:0:2組卷:560引用:3難度:0.5 -
2.傳統(tǒng)的電車要由2條“辮子”供電,行駛中容易掉“辮子”,已逐漸被淘汰。我國(guó)最新研發(fā)的超級(jí)電容儲(chǔ)能式新型電車,沒(méi)有傳統(tǒng)電車的“辮子”,可在乘客上下車的短時(shí)間內(nèi)充滿電,還可以把剎車時(shí)減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能回收儲(chǔ)存再利用。某型號(hào)新型電車的有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下表:
輪胎最大承壓(Pa) 5×105 額定電壓(V) 380 滿載時(shí)輪胎與地面接觸總面積(cm2) 4000 最大車速(千米/時(shí)) 80
(2)新型電車滿載時(shí)的質(zhì)量是t。
(3)新型電車在某次勻速直線行駛中,水平地面對(duì)電車的阻力為車總重的0.1倍;剎車時(shí)減小的機(jī)械能總量為1×107J,這部分能量的80%回收再利用,可供電車在上述水平路面上勻速行駛m。
(4)其蓄電池容量為“1000Ah”標(biāo)稱電壓為380v,若充電效率為90%,一次充滿要消耗的電能為J。發(fā)布:2024/12/24 0:0:1組卷:415引用:4難度:0.7 -
3.如圖所示,電源電壓恒定,小燈泡標(biāo)有“6V 1.2W”字樣(忽略燈絲電阻變化),R2=10Ω。當(dāng)只閉合S1時(shí),電壓表示數(shù)為6V;當(dāng)只閉合S2時(shí),電流表示數(shù)為0.2A。
(1)當(dāng)只閉合S1時(shí),求電阻R2在1min內(nèi)消耗的電能。
(2)求該電路消耗的最大功率。發(fā)布:2024/12/24 0:30:1組卷:276引用:2難度:0.4
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