医院里利用高温高压蒸汽消毒锅对器械进行消毒,不同的器械所要求的温度、压强不同.如图为自动测量锅内温度、气压的电路原理图(虚线框内为锅内部分电路).电源电压恒为4.5V.
(1)若对总质量为5kg、初温为15℃的钢制器械进行消毒,消毒温度须达到115℃时,器械共吸收多少热量?[c
钢=0.46×10
3J/]
(2)A
1为显示锅内气压大小的仪表(实质是电流表),当锅内气压不高于1标准大气压时,A
1显示气压值都为0,此时R
1阻值为200Ω,求:气压表零刻度线应标在电流表A
l刻度盘多少毫安处?
(3)热敏传感器R
2(阻值随温度发生变化的可变电阻)置于锅内,A
2为显示温度的仪表(实质是电流表);R
2的电阻与温度的关系如下表所示:
温度t (℃) | 80 | 85 | 90 | 95 | 100 | 105 | 110 | 115 | … |
电阻R2 (Ω) | 120 | 110 | 100 | 90 | 80 | 70 | 60 | 50 | … |
当电流表A
2示数为60mA时,锅内的温度为多少?
答案:
分析:(1)知道钢制器械的质量、钢的比热容、钢制器械的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm△t求钢制器械吸收的热量;
(2)由题知,当锅内气压不高于1标准大气压时,A1显示气压值都为0,R1阻值为200Ω,利用欧姆定律求此时的电流值,即气压表零刻度线所在处;
(3)知道电流表A2的示数,利用欧姆定律求热敏电阻的阻值,根据热敏电阻与温度的关系表得出答案.
解答:解:(1)钢制器械吸收的热量:
Q吸=cm△t=0.46×103J/(kg•℃)×5kg×(115℃-15℃)=2.3×105J;
(2)当锅内气压不高于1标准大气压时,A1显示气压值都为0,R1=200Ω,此时电路中的电流:
I===0.0225A=22.5mA,
∴气压表零刻度线应标在电流表Al刻度盘22.5mA处;
(3)由题知,I2=60mA=0.06A
的阻值:
R2===75Ω,
由表中数据可以看出,热敏电阻的阻值从80Ω变到75Ω,电阻减小5Ω,温度升高2.5℃,锅内温度为:
t=100℃+2.5℃=102.5℃.
答:(1)钢制器械共吸收2.3×105J的热量;
(2)气压表零刻度线应标在电流表Al刻度盘22.5mA处;
(3)当电流表A2示数为60mA时,锅内的温度为102.5℃.