Question

如图是常见的静脉滴注装置，为了解除冬季输液患者冰凉感受，小亮设想在导管处添加一个电加热器，使药液在流动中加热．他收集了相关数据：药液m=500g，ρ_液=1.0×10³kg/m³，C_液=4.2×10³J/，一般滴注时间t=50min（不考虑其他热损失）．
（1）若使药液从5℃加热到35℃，该加热器电功率应为多少？
（2）按着正确的计算结果，小亮组装了一个加热器，但在使用中药液总达不到要求的温度．为什么？
（3）为了解除患者冰凉感受，请你再提出一种可行的方法．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道药液的质量、比热容和药液的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm（t-t）求药液吸收热量；水吸收的热量等于加热器放出的热量，根据Q=W=Pt求出加热器电功率；
（2）从热传递和热量散失的角度进行分析达不到要求温度的原因；
（3）根据热传递增加物体内能的方法提出可行的方法．
解答：解：（1）药液从5℃加热到35℃，吸收的热量：
Q_吸=c_液m（t-t）=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（35℃-5℃）=6.3×10⁴J，
∵Q_吸=Q_放，Q_放=W=Pt，
∴加热器电功率：
P===21W．
（2）因为热量有损失，加热器产生的热量，装置本省吸收一部分，还散失到空气中一部分；
（3）方法一：可制作一只刚好能装入药瓶的热水袋，将药瓶放入热水袋中给患者注射；
方法二：在患者针头处放一只普通热水袋．
答：（1）该加热器电功率应为21W；
（2）使用中药液总达不到要求的温度，原因是热量有损失，加热器产生的热量，装置本省吸收一部分，还散失到空气中一部分；
（3）解除患者冰凉感受可行的方法（合理即可）：
方法一：可制作一只刚好能装入药瓶的热水袋，将药瓶放入热水袋中给患者注射；
方法二：在患者针头处放一只普通热水袋．
点评：本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到电功公式、热量公式、改变物体内能的方法等，与生活息息相关，体现了物理知识来源于生活、服务生活的理念．