Question

我国是一个水资源匮乏的国家，爱动脑筋的小何同学，为了节约用水设计了一个储水箱放在他家洗衣机底部，用

我国是一个水资源匮乏的国家，爱动脑筋的小何同学，为了节约用水设计了一个储水箱放在他家洗衣机底部，用来储存洗衣机废水，冲洗便盆．（1）根据有关技术参数，求洗衣机洗涤时的正常工作电流是多少？（2）为合理利用空间，他根据卫生间的空间和洗衣机底面积的大小，确定储水箱的长和宽分别为1.0m、0.5m．假设要求储水箱的储水量为300kg，求小何设计的储水箱的高度至少为多少？（3）在寒冷的冬天，温度太低会影响洗涤效果，小何进一步思考：如果在洗衣机上安装一个加热电阻，这样在洗涤前先将水加热到适宜的温度，可提高洗涤效果．若每次洗衣时，首次进水量为10kg，加热时电能的80%转化为水的内能，要求给10kg的水正常加热10min，使水的温度升高10℃，求小何在洗衣机上安装的加热电阻为多少？[C水=4.2×103J/kg?℃）]．

Answer 1

（1）洗衣机正常洗涤时的工作电流：
I=

P

U

=

220W

220V

=1A；
（2）∵ρ=

m

V

∴V=

m

ρ

=

300kg

1000kg/m3

=0.3m³
 则储水箱的深度为h=

V

S

=

0.3m3

1.0m×0.5m

=0.6m；
（3）10kg水升温度高10℃吸收的热量为Q=cm△t=4.2×10³J/kg?℃）×10kg×10℃=4.2×10⁵J；
又因为加热时电能的80%转化为水的内能，则W_电=

Q

η

=

4.2×105J

80%

=5.25×10⁵J；
根据W=

U2

R

t 可得R=

U2

W

t=

(220V)2

5.25×105J

×600s≈55.3Ω
答：（1）洗衣机洗涤时的正常工作电流是1A；（2）储水箱的高度0.6m；（3）小何在洗衣机上安装的加热电阻为55.3Ω．