变频空调机
空调机中有被称为“冷媒”的物质,利用它的物态变化可以实现室内、室外热量的转移,如图所示是空调机制冷系统的原理图,其中压缩机的作用是对气态“冷媒”加压,并使“冷媒”在管内循环,压缩机的转速越大,“冷媒”的流量越大,空调机的制冷能力就越强。
压缩机的转速由供电频率决定,“变频空调”是与传统供电频率不变的“定频空调”相比较而产生的概念,与“定频空调”相比,变频空调机的变频器可以在一定范围内调节供电频率,从而改变压缩机的转速,达到控制“冷媒”流量的目的。
变频空调机开始工作时,以最大功率进行制冷,当室内温度快速降至设定温度后,压缩机随机处于低速持续运转状态,维持室温基本不变。
表一表示某型号变频空调机的“冷媒”流量与变频器供电频率之间的对应关系。
表二表示该型号变频空调机部分参数之间的对应关系,其中:制冷量是指单位时间内空调机从密闭区域内去除热量的总和;能效比是空调机在额定状态工作时,制冷量与输入功率之比。
表一:
频率f/Hz | 30 | 50 | 70 | 90 | 110 | 130 |
流量Q/kg·h-1 | 38 | 72 | 106 | 140 | 174 | 208 |
表二
最小 | 额定 | 最大 | |
输入功率/W | 130 | 700 | 1400 |
制冷量/W | 650 | 3600 | |
能效比 | - | 3.8 | - |
(1)空调机工作时,当液态“冷媒”
(2)关于变频空调机,下列说法正确的是
A.变频空调的压缩机与定频空调一样,也是断断续续工作的
B.空调机制冷时,图中钢管A内流动的是气态“冷媒”
C.空调压缩机是利用降温的方法使“冷媒”发生物态变化的
D.变频器供电频率越小,空调机的制冷能力越强
(3)根据表一中的数据,请在坐标系中画出“冷媒”流量Q与变频器供电频率f之间的关系图线
(4)表二中空调机制冷量为
(5)夏天,上述空调机开始工作0.5h后,家中房间温度降至设定温度,随机空调机处于低速稳定运转状态,又工作10h,全过程共消耗电2.9kWh,则前0.5h内空调机消耗的电能是
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无链条电动自行车
无链条电动自行车,被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。如图1为一种在售的无链
条电动自行车。它结合了电子动力和人体动力,此车既可以通过给锂电池充电获得能量,也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能,可转化为电能,存储在自行车框架中的锂电池内,之后通过电动机驱动后轮转化成动能,以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力,同时也能减少对环境的污染。
为了保证电动车的续航能力,该车采用了能量密度大的锂电池,其能量密度达160Wh/kg。能量密度为存储能量与电池质量的比值。
整车 | 整车质量 | 40 kg |
最大车速 | 26 km/h | |
最大噪声 | ≤30 dB | |
锂电池 | 电压 | 36 V |
容量 | 10 A•h | |
电动机 | 额定功率 | 180 W |
(1)无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过
(2)与汽车相比,电动自行车启动较快的原因之一是电动自行车质量小,具有的
(3)图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为
(4)若测试时质量为60kg的骑行者不踩脚踏板,仅靠锂电池驱动,在平直路面上可连续匀速行驶2.7×104m,已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍,则电动机的效率为
电磁继电器与扫地机器人
某智能扫地机器人(如图甲)可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫,通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。机器人其部分工作参数:
××智能扫地机器人 | |||
正常充电电压 | 12V | 额定功率 | 40W |
充电时的电流 | 2.5A | 工作噪声 | <50dB |
正常充电电压下充满电所需时间 | 1h |
(1)由乙图像可知,光敏电阻的阻值Rp与光照强度E之间的关系是
(2)在机器人电路原理图中,光敏电阻应连在
(3)充满电后电池储存的电能为
充电宝
充电宝给人们生活带来了极大的方便。目前,市面上充电宝的电芯有两种:普通锂电芯和高级锂聚合物电芯。高级锂聚合物电芯比普通锂电芯安全系数高。给充电宝充电时,电芯中的化学物质发生化学反应;供电时,电芯中的化学物质再通过逆向化学反应给手机等设备提供电能。
标称容量Q和额定能量E额是衡量充电宝性能的两个重要参数。充电宝的标称容量一般用mAh作为单位,一根普通锂电芯标称容量为3000mAh,表示该电芯若以3000mA电流输出时,可以连续工作1h。额定能量是额定电压与标称容量的乘积,其单位为Wh,例如额定电压为5V,标称容量为3000mAh的普通锂电芯,其额定能量为15Wh。
为了保护电芯,充电宝内有降压电路和保护电路。如图所示,充电时,降压电路将5.0V~6.0V之间的输入电压(U入)降到4.2V的额定电压(U1)给电芯充电。当输入电压不在5.0V~6.0V范围内,保护电路便会使降压电路停止工作。由于在供电过程中能量还存在着诸多的损耗,如充电宝在供电过程会有发热的现象、自身的电路中指示灯或显示屏工作等等,充电宝实际输出的能量总是小于其额定能量,我们把实际输出的能量与额定能量之比,称为充电宝的转换效率η。
(1)目前市面上两种电芯中安全性相对较高的是
(2)根据文中信息,可以知道保护电路相当于电路中的
A.用电器 B.电源 C.开关 D.导线
(3)充电宝对手机供电时,充电宝
A.相当于用电器,将化学能转化为电能
B.相当于电源,将化学能转化为电能
C.相当于用电器,将电能转化为化学能
D.相当于电源,将电能转化为化学能
(4)我国民航规定,严禁携带额定能量超过160Wh的充电宝,根据这个规定判断:小明携带额定电压为5V的充电宝,其标称容量最大为
(5)若某充电宝的额定电压和实际输出的能量一定,标称容量Q和转换效率η之间的关系图像正确的是
A. B. C. D.
家用除湿机
湿度是指空气的干湿程度,或含有的水蒸气的多少,天气预报中最常用的是相对温度,相对湿度是空气中实际水汽含量与同温度下的最大可容纳水汽含量的百分比值。人体感觉舒适的湿度一般为40%~70%.相对湿度为100%时,称为饱和状态,在饱和状态下,水分不再蒸发。夏季遇到这种天气,人体分泌的汗水难以蒸发,感到闷热难以忍受。冬天的南方,潮湿的空气不仅让人感觉“湿冷”,还会使衣物非常难干。温度低、相对湿度高,蒸发慢,所以南方的冬季经常会出现衣物久晾不干甚至发出异味的情况。南方地区的朋友应对阴冷的主要手段之一就是利用除湿机,在干燥的北方天天开加湿器的朋友是不是觉得很不可思议?
如图,家用除湿机由压缩机、热交换器(蒸发器、冷凝器)、风机、水箱、机壳及控制器组成。由风机将潮湿空气抽入机内,由毛细管中流出的液态冷媒通过蒸发器汽化,此时空气中的水蒸气变成水珠,汇聚到水箱中,干燥的空气由风机排出机外,从蒸发器流出的冷媒被抽入压缩机压缩,经冷凝器冷却后再次从毛细管流入蒸发器,如此循环使室内湿度降低。加湿机一般都内置湿度传感器以实现恒湿功能,当湿度传感器检测到湿度达到设定值时,会自动断开压缩机与风机。水箱中还设有水位控制开关,当水箱水满时,也会自动断开电源。
(1)六月的盐城阴雨绵绵,经常出现衣物久晾不干甚至发出异味,这是因为
(2)为防止除湿机漏电造成事故,需要用
(3)除湿机工作时,水箱中的水是
(4)下列关于除湿机的说法正确的是
A.压缩机与风机总是同时启动同时关闭,所以在电路中是串联连接的
B.水位控制开关与湿度控制开关是并联连接的
C.除湿机长时间工作会造成环境温度下降
D.除湿机工作时出风口的温度会高于进风口的温度
(5)某除湿机有40%(干衣模式)、50%、60%、70%等4个恒湿功能档位,如图是它分别工作于不同档位时测得的电流随时间的变化图象,其中属于干衣模式的是
A. B. C. D.
莱顿弗罗斯特现象
将水滴入温度比沸点略高的热锅中,很快就汽化了。当把锅加热到温度很高时,水滴入锅中后会不停滚动,到处乱跑,这个过程能持续几十秒甚至几分钟,这种现象就是莱顿弗罗斯特现象,也叫莱顿弗罗斯特效应(莱氏效应)。
1732年荷兰物理学家赫尔曼首先发现了莱顿弗罗斯特现象,因德国科学家莱顿弗罗斯特的深入研究而得名。1756年,莱顿弗罗斯特深入研究后发现:当水或其它液体接触炙热物体表面时,接触处的液体急剧汽化,形成一层蒸汽膜,蒸汽托住液滴,使液滴与物体表面分离,蒸汽的溢出会导致液滴的滚动。当物体温度达到莱顿弗罗斯特点(Leidenfrostpoint)时,液体便会产生莱顿弗罗斯特现象,粗略测量水在平底锅中的莱顿弗罗斯特点约为193℃,莱顿弗罗斯特现象也适用于固体。
莱氏效应主要应用于航天科学生活中,厨师热锅时,会向锅里滴几滴水来判断锅是否够热。在传统的过火堆仪式中,表演者先沾湿双脚,光脚快速走过火堆,而不易被烫伤2014年,旨在关注渐冻人症(ALS)的“冰桶挑战”活动风靡全球,但俄罗斯科学家安东·科诺瓦洛夫似乎觉得还不够劲,他把一桶零下196℃的液氮倒在头上,人却安然无恙。(以上危险活动,非专业人士切不可尝试!)
(1)发生莱氏效应时,水的沸点
(2)挑战者将液氮浇在身上,人却安然无恙,是因为氮蒸气的导热性能比液态氮
(3)下列说法正确的是
A.只有液体才能发生莱氏效应
B.锅的温度越高,滴入锅中的水汽化就越快
C.只要锅的温度高于水的沸点就能发生莱氏效应
D.发生莱氏效应时水的汽化速度减缓
(4)下列现象不能用莱顿弗罗斯特现象解释的是
A.表演者徒手快速劈开高温铁水
B.冰块放入铁锅中与锅接触的部分很快化开了,而上半部分没有变化
C.湿润的手指快速掐灭蜡烛的火焰,而手指没有烫伤
D.烧红的铁锅打入鸡蛋,晃动铁锅使鸡蛋来回滑动,不用油也能实现不粘锅的效果
神秘的“铁棒”
青藏铁路是目前世界上海拔最高、里程最长的高原铁路。当你来到青藏高原时,一定会在铁路旁发现一个特别的现象,那就是路基两旁时不时会闪过一排排齐刷刷插入地底的“铁棒”。
这些“铁棒”的名字叫做热棒,它是用来给冻土降温的。所谓冻土,就是指温度低于0℃时水分冻结的土壤或疏松岩石。一碗水全成了冰,这些冰的体积要大于原来液态时的水,青藏高原的冻土在夏季会松动而冬季又重新冻成固态变得坚硬,体积也膨胀起来,这冬夏之间的变化对于铁路来说是致命的,反复冻融容易造成土层结构破坏、地基承载力降低、边坡失稳等不良结果。
一根热棒的长度有7m,我们在可可西里路段看到的热棒有5m都插在冻土里,露出地面的两米热棒上面焊接着一层层散热片,热棒的中心是空的,里面有大量的氨气,氨这种物质极易汽化、液化。冬天,地下温度高于空气温度,热棒底端的液态氨汽化成为气体,从地下吸收大量的热。汽化生成的氨气上升到热棒的顶端,因为空气温度低,这些氨气液化成为液态,同时向空气中放热。在重力的作用下,液态氨又流回到热棒底端,再次吸热汽化,这样循环往复,就把热从地下传输到空气中。到了夏天,空气温度高,地下温度低,热棒下端的液态氨不会汽化,热棒停止工作。热棒具有单向导热性,将热从地下传输到地上,保持了冻土层的低温状态,从而确保地基的稳定性。
(1)夏天冻土消融时体积会
(2)冬天,热棒地下一端的氨
(3)小明想乘车从拉萨到格尔木,并欲欣赏沿途的风景,你建议他购买下面哪次列车?
全自动洗碗机
全自动洗碗机具有热水洗净、暖风烘干等功能。某型号洗碗机如图甲所示,它的外壳是金属材质,其部分铭牌数据如表所示。该洗碗机的清洗工作程序为:①注水程序:注水泵工作时给水箱注水,1min注满水,注水程序结束;
②加热程序:发热电阻工作时对水箱的水进行加热,水温上升到50℃加热程序结束;
③洗涤程序:洗涤过程中,高压的热水从上、下层两个喷臂的喷水孔(每个喷臂10个喷水孔)喷出,对餐具进行全方位喷淋清洗,达到设定的洗涤时间后,洗涤程序结束;
④排水程序:排水泵工作1min将水箱中的废水排出,到此全过程清洗程序结束。
清洗程序结束后,内置烘干系统工作,可以主动排净洗碗机内部水分和霉菌,避免餐具二次污染。[取;]
额定电压 | 220V |
水箱容积 | 12L |
加热程序功率 | *** |
洗剂程序功率 | *** |
注:排水程序功率 | 60W |
洗剂系统水泵流量 | 36L/min |
(2)安装该款洗碗机橱柜的开孔尺寸(宽×深×高)为606×602×780mm,该洗碗机的规格可能是下列的
A. B. C.
(3)清洗碗筷常用热水,因为温度越高,分子热运动越
(4)若每个喷水孔的面积为,则水从喷水孔喷出的速度可达
(5)某次洗碗清洗全过程总耗时82min,总耗电,水箱中水的初温为20℃,加热程序的加热效率为84%,加热功率与洗涤功率之比为,则此次清洗过程,加热程序水吸收热量为
储水式电热水器
如图甲所示,为某款家用储水式电热水器的简易结构剖面图,其中两根加热棒为阻值不变的电热丝,每根电热丝可单独使用,电热丝采用耐高温、易发热的材料。
防电墙的内部结构如图乙所示,流经其中的水必须沿着内部隔片螺旋流动,让水流变细变长。使用热水器洗澡时,若漏电且接地线失效,电流经水流、人体导入大地。
储水式电热水器工作时出水管出热水,进水管进冷水,该热水器采用冷热水隔离措施,使进去的冷水不会马上和原有的热水混合,使得出水管能够连续输出适量的温度为额定温度的热水。
该电热水器的部分参数如下表,其中额定最高温度是电热水器以最大额定功率正常工作时,加热水箱中初温为20℃水所能达到的最高温度。24小时固有能耗系数是指保温状态下,电热水器24小时将水温维持在额定最高温度实际需要的能量E1与固有标准消耗能量E2之间的比值,固有标准消耗能量E2与额定容量V的关系图像如图丙。热输出率是电热水器将额定容量的水加热到额定最高温度,再持续放出额定最高温度的热水体积和额定容量的比值。
额定容量 | 60L |
额定功率 | 1000W/2000W/3000W |
额定最高温度 | 80℃ |
额定电压 | 220V |
24小时固有能耗系数 | 0.7 |
热输出率 | 80% |
(2)关于电热水器,下列说法正确的是
A.电热水器主要是将内能转化为电能的装置
B.24小时固有能耗系数越小,保温性能越好
C.混水阀手柄使用时是一种可以省距离的杠杆
D.电热棒电热丝应选用电阻小、熔点低的材料
(3)防电墙可使水流电阻
(4)电热水器中两根加热棒同时工作的功率最大,那么两根加热棒的连接方式是
(5)冷水的初温为20℃,某次电热水器水箱中注满冷水,电热水器最快需要
空气能热水器
空气能属于可再生的新能源,拥有先天的节能环保的优势。图甲是空气能热水器的工作原理示意图,它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成。制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同。其工作过程如下:蒸发器从室外空气吸热,加热低沸点氟介质并使其汽化,氟介质蒸汽由压缩机压缩升温后,进入冷凝器液化释放热量传递给水箱中的冷水,随后经过“节流降温过滤降压”回到室外的蒸发器开始下一个循环。
空气能热水器有一个很重要的指标是能效比,它是指水箱中的水吸收的能量(Q)与压缩机等电器消耗的电能(W)的比值(η) (即放出的热量与消耗的能量的比值)。能效比越高,说明热水器的制热效果越好。某款空气能热水器,它的部分技术参数如下表。
额定制热量P1/W | 3000 | 能效比 | ? |
额定输入功率P2/W | 1000 | 水箱容积V/L | 200 |
适用环境温度范围:-7~43℃ |
(2)氟介质经膨胀阀减压后,它的沸点所在温度范围是
A.低于-7℃ B.高于43℃ C.高于50℃ D.-7℃~43℃
(3)该空气能热水器正常工作时能效比的比值是
(4)正常使用时,将一箱28℃ 的冷水加热到38℃,需要的时间为
(5)压缩机活塞上下移动的距离是10cm,横截面积是50cm2,工作时,活塞压缩氟介质的压强约为2.0×105Pa,则压缩机正常工作压缩氟介质一次做的功是