Question

如圖是一種常見的臺式飲水機結構示意圖。控水槽內的塑料浮體是一個體積為90cm³的空心圓柱體，其質量和厚度可忽略不計。浮體通過一輕質硬桿與閥門相連。當浮體浸沒時，閥門恰好將面積為2cm²的放水孔關閉。此時蓄水桶中水位最高。
（1）請畫出浮體所受浮力的示意圖。
（2）蓄水桶中水對閥門的最大壓強為多少帕？（g取10N/kg）
（3）飲水機的簡化電路圖和部分技術參數如下。電路圖中的溫控開關能根據加熱罐內水的溫度自動閉合或斷開。從而使水溫保持在86℃~95℃之間。經觀察發現，當加熱罐內裝滿熱水但較長時間沒有飲用時，每隔一段時間，加熱指示燈就會亮84秒鐘。試計算飲水機的加熱效率。[c_水= 4.2×10³J/(kg·℃)]

Answer 1

解：

（1）

（2）水對閥門的最大壓強
p == 4.5 ×10³ Pa；
（3）η = = 90%。