Question

13．以下是一种家用多功能蒸汽电熨斗说明书的部分内容，请认真阅读后解答下列问题：

①产品特点：
共有干湿两用功能．通过电加热管加热底板，底板温度上升，直接压烫衣物；湿用功能是指在蒸气状态下熨烫．
②技术参数：
自身质量：1.05kg  水箱最大装水量250ml    输入功率：2000W  额定电压：220V；
熨烫温度：90士15℃～200±20℃；  在额定电压下工作时能达到最大喷气量是30g/min
③使用注意：请确认您使用的电源接地良好，请勿在同一线路上使用大功率电器．
（1）为了安全用电，该电熨斗的电源线插头应是图中的A图，使用注意中强调“请勿在同一线路上使用大功率电器”是为了防止电流过大，酿成事故．
（2）电熨斗处在湿用功能状态时，可以看到底板蒸气口的周围有大量“白雾”，这是由于电熨斗产生的水蒸气液化形成的．
（3）当用装满水的熨斗在水平工作台上熨烫衣服时，用了19N竖直向下的压力，如果电熨斗底板的面积为200cm²，则此时电熨斗对衣服的压强是多大？（短时间内水份的减少忽略不计）
（4）已知该电熨斗在最大喷气量状态下工作时消耗的电能中只有70%被水吸收，该状态下每克水需要吸收多少热量才能变成水蒸气？

Answer 1

分析 （1）三孔插座中多出的一个孔是用来接地线的，三脚插头中有一根导线要与用电器金属外壳相连，目的就是为了防止触电；大功率用电器不能同时使用，避免电路中电流过大．
（2）水蒸气遇冷液化成为小水滴悬浮在空中形成“白雾”．
（3）对水平工作台上的电熨斗受力分析可知情况，根据力的平衡条件和相互作用力得出对桌面的压力，再利用压强公式求出压强．
（4）最大喷气量状态下工作时，先根据W=Pt求出每分钟消耗的电能，再根据转化效率求出水吸收的热量，最后求出每克水变成水蒸气吸收的热量．

解答 解：（1）为了安全用电，大功率家用电器的电源插座都用三孔插座，三脚插头的接地脚应与用电器的金属外壳相连通，这样若金属外壳的用电器外壳万一带电，电流会通过地线导入大地，防止造成触电事故的发生；在同一线路上使用大功率电器，会造成电路中电流过大，保险丝会被烧断．
（2）电熨斗产生的水蒸气从蒸汽口喷出，遇到外部温度较低的空气，遇冷放热液化，形成小水珠悬浮在空中，形成“白雾”．
（3）电熨斗的重力G=mg=1.05kg×10N/kg=10.5N，
根据$ρ=\frac{m}{V}$可得水的质量：
m_水=ρ_水V_水=1×10³kg/m³×250×10^-6m³=0.25kg，
水的重力G_水=m_水g=0.25kg×10N/kg=2.5N，
水平工作台上的电熨斗受：竖直向上的支持力N和竖直向下的重力、师傅向下的压力F，
则：N=G+G_水+F_压=mg+F=10.5kg+2.5N+19N=32N，熨斗受到的支持力N和对桌面的压力F是一对相互作用力，所以F=N=32N，
熨斗对衣服的压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{32N}{0.02{m}^{2}}$=1600Pa；
（4）由P=$\frac{W}{t}$得，最大喷气量状态下工作时：
每分钟消耗的电能W=Pt=2000W×60s=120000J，
由η=$\frac{Q}{W}$得，水吸收的热量Q=Wη=120000J×70%=84000J，
每克水变成水蒸气吸收的热量$\frac{84000J}{30}$=2800J．
答：（1）A；防止电流过大，酿成事故；
（2）液化；
（3）熨斗对衣服的压强为1600Pa；
（4）每克水变成水蒸气吸收的热量为2800J．

点评 本题考查了安全用电原则、物态变化、压强的计算、效率的计算等，涉及的知识较多，综合性强，难度较大．解答此题的关键是公式的灵活运用，难点是通过对电熨斗进行受力分析，并根据二力平衡得出电熨斗对桌面的压力．