Question

高壓清洗機(jī)，是通過動(dòng)力裝置使高壓柱塞泵產(chǎn)生高壓水來沖洗物體表面的機(jī)器．它能將污垢剝離，沖走，達(dá)到清洗物體表面的目的．表1是某家用電機(jī)驅(qū)動(dòng)高壓清洗機(jī)的技術(shù)參數(shù)

表1
型號(hào)	清洗設(shè)備			電器設(shè)備
HPI1100	壓強(qiáng)p （Pa）	流量Q （L/min）	噴嘴橫截面積S（m2）	功率P （W）	電壓U （V）
	1×107	6	1×10-5	1400	220

提示：①表中“流量6L/min”表示每分鐘從噴嘴中噴出水的體積為6升．
②1L=1×10^-3m³
若不考慮水從噴嘴噴出后橫截面積以及水的流速的變化，請通過以上參數(shù)．求：
（1）高壓水流對清洗面的壓力；
（2）這臺(tái)高壓清洗器的效率．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)表中提供的技術(shù)參數(shù)（壓強(qiáng)和噴嘴橫截面積），利用p=可求得高壓水流對清洗面的壓力
（2）清洗機(jī)對水所做的功：W=FL，而F=PS，可得，W=FL=PSL=PV，代入數(shù)據(jù)可求出1min清洗機(jī)對水做的功．
由銘牌求出清洗機(jī)的額定功率，由W=Pt可求出電流所做的功，這是總功；
清洗機(jī)對水所做的功是有用功，根據(jù)機(jī)械效率公式可求出清洗機(jī)的效率．
解答：解：（1）∵p=，
∴高壓水流對清洗面的壓力F=pS=1×10⁷Pa×1×10^-5m²=100N；
（2）設(shè)恒力F作用在水上，使水移動(dòng)了距離L，則F對水做的功W=FL，
而F=pS，所以W=FL=pSL=pV，清洗機(jī)正常工作1min，清洗機(jī)噴出的水的體積為V=6L/min×1min=6L=6×10^-3m³；
清洗機(jī)正常工作1min對水做功W=pV=1×10⁷Pa×6×10^-3m³=6×10⁴J．
清洗機(jī)1min消耗的電能W_電=Pt=1400W×60s=8.4×10⁴J，
該清洗機(jī)正常工作時(shí)的效率η=×100%=×100%≈71%．
答：（1）高壓水流對清洗面的壓力100N；
（2）這臺(tái)高壓清洗器的效率71%．
點(diǎn)評：本題考查壓力單位、電流、體積、消耗電能的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要學(xué)會(huì)從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)，解題過程中要注意單位的換算．