某同学家用电表规格为“220V 20A”,因生活需要安装淋浴器,有以下三种产品可供选择:(1)“大拇指牌DM2965-1型储水式电热水器”,主要规格如下:额定功

某同学家用电表规格为“220V 20A”,因生活需要安装淋浴器,有以下三种产品可供选择:(1)“大拇指牌DM2965-1型储水式电热水器”,主要规格如下:额定功

题型:不详难度:来源:
某同学家用电表规格为“220V 20A”,因生活需要安装淋浴器,有以下三种产品可供选择:
(1)“大拇指牌DM2965-1型储水式电热水器”,主要规格如下:
额定功率1.5kW
额定电流7A
额定电压220V
水箱储水量52L
保暖性能良好,24h不使用,储水量水温下降10℃
(2)无水箱式电热淋浴器,主要规格如下:
淋浴所需热水流量4×10-3m3/min
额定电压220V
(3)JSY4-D型液化石油气热水器,主要规格如下:
燃气压力(0.373-0.4)×105Pa
给排气方式:直接排气式
产热水量(温升25℃)4.3×10-3m3/min
适用水压(0.4-4)×105Pa
热效率≥80%
点火方式:电子点火
进水管内径13mm
进气管内径9mm
出水管内径9mm
已知水的比热为4.2×103J/(kg•℃),液化石油气在常温下平均燃烧值为4.5×107J/kg.
每度电的价格0.52元,液化石油气每千克的价格为2.40元,请你通过计算,为该同学家选用何种淋浴器作出选择判断.为了便于比较,设三种淋浴器具有相同的热水流量,都为4×10-3m3/min,该同学家淋浴时间每天为10min,冷水进入淋浴器到被使用时温升均为25℃.
答案
该同学家淋浴时间每天为10min,该同学家淋浴间用水量为:
V=4×10-3m3/min×10min=4×10-2m3
水的质量为m=ρV=1×103kg/m3×4×10-2m3=40kg,
水的温度升高25℃吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×40kg×25℃=4.2×106J,
(1)使用“大拇指牌DM2965-1型储水式电热水器”,
假设不考虑热量的损失,加热这些水消耗的电能:
W=Q=4.2×106J=
7
6
kW•h,
每天需要交电费0.52元/(kW•h)×
7
6
kW•h≈0.61元.
实际上“大拇指牌DM2965-1型储水式电热水器”,
由于热量散失,热水器消耗的电能大于
7
6
kW•h,
每天需要交的电费大于0.61元.
(2)使用无水箱式电热淋浴器,
加热这些水消耗的电能:
W=Q=4.2×106J=
7
6
kW•h,
每天需要交电费0.52元/(kW•h)×
7
6
kW•h≈0.61元.
(3)JSY4-D型液化石油气热水器,热效率≥80%,
液化石油气放出的热量至少为Q=
Q
η
=
4.2×106J
80%
=5.25×106J,
需要燃烧液化石油气的质量m=
Q
q
=
5.25×106J
4.5×107J/kg
≈0.1167kg,
使用JSY4-D型液化石油气热水器每天需要花费:
0.1167kg×2.40元/kg≈0.28元;
由以上分析计算可知,使用JSY4-D型液化石油气热水器,
花费最少,所以应选择JSY4-D型液化石油气热水器.
答:该同学家应选JSY4-D型液化石油气热水器.
举一反三
学习了电学和热学知识后,小明通过实验得知:用电热壶将20℃、15kg的水加热到100℃,需要1.05元电费,用煤气灶做同样的实验,需要消耗0.42元的煤气.已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃).
(1)如果使用煤炉做同样的实验,已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为3.4×107J/kg,假设煤炉的利用效率为20%,无烟煤的价格是0.34元/kg,则须花费多少钱?
(2)如果某地区可以同时供电、煤气和煤,从经济和环保的角度进行综合分析,你会建议使用哪种燃料?请简要说明理由.
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