樹德中學(xué)某研究性學(xué)習(xí)小組為太空工作站的宇航員設(shè)計(jì)了如圖所示的四種電加熱水壺(豎直截面圖),電源的電壓相同.其中設(shè)計(jì)最合理的是( �。�
分析:地球上的水之所以能燒開,除了熱傳導(dǎo)以外,更重要的是冷熱水的對(duì)流,所以在地球上只要從底部加熱即可,而太空工作站中,處于失重狀態(tài),不能發(fā)生對(duì)流現(xiàn)象,據(jù)此進(jìn)行解答和設(shè)計(jì)電路圖.
解答:解:在太空中的水處于完全失重狀態(tài),水不能在重力作用下發(fā)生對(duì)流,燒水時(shí)只能利用熱傳遞改變水的溫度,把水燒開;從外部對(duì)水加熱,燒水的效果不好,因此AB設(shè)計(jì)不合理;
C雖然在水的內(nèi)部加熱,但電熱絲偏下,熱量通過熱傳遞傳到頂部需要的時(shí)間較長(zhǎng),能量利用效率不高,加熱效果不好;D圖設(shè)計(jì),電熱絲在內(nèi)部加熱,且電熱絲位于水的中央位置,可以使熱量向周圍傳遞,加熱效果好,能量利用效率高,設(shè)計(jì)最合理.
故選D.
點(diǎn)評(píng):本題考查了電路圖的設(shè)計(jì),關(guān)鍵是知道太空中處于失重狀態(tài)不能發(fā)生對(duì)流現(xiàn)象.
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