Question

某工廠設計了兩種淋浴器。一種是淋浴時電流直接對流動的水加熱；另一種是備有水箱待箱中的水加熱至合適的溫度后再供淋浴。按一般淋浴要求：淋浴器用水的流量約為10L/min，合適的水溫約50℃，用水時間約為5min，加熱前的水溫按20℃考慮。一般家庭供電電路允許的最大電流為20A。請根據以上情況和要求完成：
（1）按淋浴器用水的流量為10L/min，每分鐘用水多少kg？
（2）電加熱的效率為70%，他一次淋浴約消耗多少電能？
（3）通過具體的計算，結合數據分析論證哪一種淋浴器不適合一般家庭選用？

Answer 1

解：
（1）淋浴器每分鐘用水體積為V
V=10L/min×1min=10L=10^-2ｍ³　　　　                                   
ｍ=ρV =1×10³ kg/ｍ³×10^-2ｍ³=10kg　　                                
（2）Ｗ=Ｑ/η =Cｍ'Δｔ/η　　　　　　                               
=4.2×10³（Ｊ/(kg.℃)）×10kg/min×5min×（50℃-20℃）/0.7 =9×10⁶Ｊ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3）若選用電流直接加熱按一次淋浴消耗電能約1.8×10⁶J，而每次淋浴時間5min，則電路提供的電功率為： P=W/ｔ=9×10⁶Ｊ/5×60s=30000W=30KW　　　　　　　　　　　　　　
一般家庭不可能達到30KW電功率,所以電流直接加熱型電熱淋浴器不適合。