Question

高压清洗机，是通过动力装置使高压柱塞泵产生高压水来冲洗物体表面的机器．它能将污垢剥离，冲走，达到清洗物体表面的目的．表1是某家用电机驱动高压清洗机的技术参数

表1
型号	清洗设备			电器设备
HPI1100	压强p （Pa）	流量Q （L/min）	喷嘴横截面积S（m2）	功率P （W）	电压U （V）
	1×107	6	1×10-5	1400	220

提示：①表中“流量6L/min”表示每分钟从喷嘴中喷出水的体积为6升．
②1L=1×10^-3m³
若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积以及水的流速的变化，请通过以上参数．求：
（1）高压水流对清洗面的压力；
（2）这台高压清洗器的效率．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据表中提供的技术参数（压强和喷嘴横截面积），利用p=可求得高压水流对清洗面的压力
（2）清洗机对水所做的功：W=FL，而F=PS，可得，W=FL=PSL=PV，代入数据可求出1min清洗机对水做的功．
由铭牌求出清洗机的额定功率，由W=Pt可求出电流所做的功，这是总功；
清洗机对水所做的功是有用功，根据机械效率公式可求出清洗机的效率．
解答：解：（1）∵p=，
∴高压水流对清洗面的压力F=pS=1×10⁷Pa×1×10^-5m²=100N；
（2）设恒力F作用在水上，使水移动了距离L，则F对水做的功W=FL，
而F=pS，所以W=FL=pSL=pV，清洗机正常工作1min，清洗机喷出的水的体积为V=6L/min×1min=6L=6×10^-3m³；
清洗机正常工作1min对水做功W=pV=1×10⁷Pa×6×10^-3m³=6×10⁴J．
清洗机1min消耗的电能W_电=Pt=1400W×60s=8.4×10⁴J，
该清洗机正常工作时的效率η=×100%=×100%≈71%．
答：（1）高压水流对清洗面的压力100N；
（2）这台高压清洗器的效率71%．
点评：本题考查压力单位、电流、体积、消耗电能的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要学会从题目所给信息中找到有用的数据，解题过程中要注意单位的换算．