Question

【題目】家用燃?xì)鉄崴�器（如圖1所示）是一種方便、快捷且不受天氣影響的洗浴設(shè)備．下表為某品牌家用燃?xì)鉄崴�器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)．已知天然氣的熱值為8×107J/m3。

（1）為了安全使用此熱水器，機(jī)體上印有一些警告，其中一條是這樣說(shuō)的：“氣溫低于0℃時(shí)，用后請(qǐng)打開(kāi)放水塞，放盡機(jī)內(nèi)存水，再擰緊…”．請(qǐng)解釋為什么要這樣做？

（2）試求該型號(hào)家用燃?xì)鉄崴�器正常工作時(shí)的燒水效率．（相關(guān)參數(shù)見(jiàn)銘牌）

（3）若在額定產(chǎn)熱水能力下進(jìn)行淋浴，一次淋浴總計(jì)加熱時(shí)間為20min，則此次淋浴至少需消耗多少m3天然氣？

（4）為防止燃?xì)鉄崴�器在無(wú)水或水壓過(guò)低時(shí)“干燒”，技術(shù)人員設(shè)計(jì)了很多種“水氣聯(lián)動(dòng)”裝置，實(shí)現(xiàn)通常所說(shuō)的“水到氣到”．圖2就是其中一種“水氣聯(lián)動(dòng)”裝置的原理圖，你能看出它的工作原理嗎？請(qǐng)簡(jiǎn)述它是如何利用“水到”來(lái)控制“氣到”的：當(dāng)進(jìn)水口處有水壓時(shí)，膜片的________（左/右）面就會(huì)受到水的壓力，克服彈簧的彈力推動(dòng)閥桿，打開(kāi)進(jìn)氣閥門使燃?xì)饨尤胫骰鸸艿�；反之，如果此時(shí)的水壓很小或者無(wú)水，則膜片受到的水的壓力就會(huì)減小甚至消失，燃?xì)忾y門就會(huì)在彈簧的作用下向________（左/右）移動(dòng)而關(guān)閉，停止進(jìn)氣．

（5）為了防止熱水器工作過(guò)程中加熱火焰意外熄滅導(dǎo)致燃?xì)庑孤�，技術(shù)人員設(shè)計(jì)了“火滅斷氣”的裝置．如圖3所示為一種“火滅斷氣”裝置的原理圖，請(qǐng)根據(jù)這個(gè)原理圖，簡(jiǎn)述它是怎樣實(shí)現(xiàn)“火滅斷氣”功能的？

生產(chǎn)許可證	XK00﹣1020044
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)	GB6932﹣2001
型號(hào)	JSD15﹣D8JA
燃?xì)夥N類	天然氣
額定燃?xì)鈮簭?qiáng)	2000pa
額定熱負(fù)荷	16KW
適用水壓	0.025Mpa0.75Mp
額定產(chǎn)熱水能	8L/min（△t=25°C
額定電壓	3V（DC）

Answer 1

【答案】 氣溫低于0℃時(shí)，使用后的熱水器中殘存的水會(huì)結(jié)冰．水結(jié)冰后，密度變小，體積膨脹，很容易把熱水器脹破．所以，氣溫低于0℃時(shí)，用后需要打開(kāi)放水塞，放盡機(jī)體內(nèi)存水，再擰緊。 =87.5%； 0.24m3； 右 右 火焰燃燒時(shí)，雙金屬片外側(cè)的金屬溫度升高時(shí)膨脹的更多，雙金屬片向下彎曲，推動(dòng)燃?xì)忾y門打開(kāi)；如果因?yàn)橐馔獾脑�因使火焰熄滅，雙金屬片的溫度降低，外側(cè)金屬收縮的更多，雙金屬片向上伸直，拉動(dòng)燃?xì)忾y門關(guān)閉，防止燃?xì)馔庑埂?

【解析】（1）氣溫低于0℃時(shí)，使用后的熱水器中殘存的水會(huì)結(jié)冰．水結(jié)冰后，密度變小，體積膨脹，很容易把熱水器脹破．所以，氣溫低于0℃時(shí)，用后需要打開(kāi)放水塞，放盡機(jī)體內(nèi)存水，再擰緊。（2）由表格可知，額定熱負(fù)荷16kW，熱水器正常工作1min，產(chǎn)生的熱量為：

Q＝Pt＝16×103W×60s＝9.6×105J由表格可知額定產(chǎn)熱水能，1min內(nèi)加熱水的質(zhì)量為：

m＝ρV＝1.0×103kg/m3×8×10﹣3m3＝8kg這些水吸收的熱量為Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg℃）×8kg×25℃＝8.4×105J熱水器的燒水效率為η＝×100%＝×100%＝87.5%；（3）一次淋浴需要的熱量為：Q淋＝Pt淋＝16×103W×1200s＝1.92×107J需要完全燃燒的天然氣的體積為V氣＝＝0.24m3；（4）水箱中進(jìn)水時(shí)，對(duì)膜片有向左的壓力，壓力足夠大時(shí)，彈簧被壓縮，燃?xì)忾y門打開(kāi)，熱水器供熱；反之燃?xì)忾y門關(guān)閉；（5）火焰燃燒時(shí)，雙金屬片外側(cè)的金屬溫度升高時(shí)膨脹的更多，雙金屬片向下彎曲，推動(dòng)燃?xì)忾y門打開(kāi)；如果因?yàn)橐馔獾脑�因使火焰熄滅，雙金屬片的溫度降低，外側(cè)金屬收縮的更多，雙金屬片向上伸直，拉動(dòng)燃?xì)忾y門關(guān)閉，防止燃?xì)馔庑埂?/span>