作业帮市面上有一种自称是新上市的水离子电热管,请问它的电热转换效率怎样?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：综合作业 时间：2024/05/11 01:17:55
市面上有一种自称是新上市的水离子电热管,请问它的电热转换效率怎样?
我以为是什么高科技就卖了一根,用了才知道是在做分解水产生氢气和氧气的实验,就看到它在水里面冒气泡,就是水迟迟不热!这种电热管由两片电极及其固定部件构成.原理是利用水离子导电产生热量将水加热.晕了,初中化学告诉我们只要给水通上直流电就可以在正负极分别获得氢气和氧气,好了,现在给水通的是交流电有什么不同?本质上是一样的,都是在分解水（只是得不到纯氢和纯氧）!如果它把我们给它的电能用来分解水了,请问它还能产生多少热量呢?
我以为是什么高科技就卖了一根,用了才知道是在做分解水产生氢气和氧气的实验,就看到它在水里面冒气泡,就是水迟迟不热!这种电热管由两片电极及其固定部件构成.原理是利用水离子导电产生热量将水加热.晕了,初中化学告诉我们只要给水通上直流电就可以在正负极分别获得氢气和氧气,好了,现在给水通的是交流电有什么不同?本质上是一样的,都是在分解水（只是得不到纯氢和纯氧）!如果它把我们给它的电能用来分解水了,请问它还能产生多少热量呢?
水离子是有的,化学上正确的叫法应该是“水合氢离子”.
水电离会产生氢离子和氢氧根离子,这个大多数人都知道,但是里边的氢离子带正电,它会贴到水的氧原子上,水是极性分子,氧端带负电,氢离子贴上边就是水合氢离子了……不过具体情况还要复杂些,不仅仅有1个氢离子和1个水分子粘在一起,多个不同配比的氢离子和水分子也能粘在一起形成比较大的水合离子.
水电解最小电压是1.23V,你那个“电热器”如果插的交流电,并且内部没有整流元件加以整流的话,要电解水是很困难的.因为那种情况下水中的离子实际上可能到不了两电极(靠近电极的可能会被电离出来产生氢气和氧气.),中间的那些离子应该会来回振动(因为水中电场方向是振动式的,类似单摆那样,周期性改变方向.)
像那种电热器一般会有变压器,不可能直接220V家用电加到水的两端去,一般都会降压,否则很危险.以12V的交流电为例,忽略电器元件的功率,那么你可以把那个电器的额定功率当作电功率P=UI(事实上如果不计算电器元件的功率损耗,那么变压器初级线圈的功率和次级线圈的功率是一样的.),然后热功率(焦耳定律)P’=I²R.
其中水的电阻率是18.2MΩm=18200000Ω,然后再衡量一下你两个电极之间的距离L以及导电横截面积S可以算出电阻,根据额定功率P以及降压后的12V电压可算出水中的电流I=P/12,然后得出热功率P’=(P/12)²×(18200000L/S),如此可计算出电热转换效率η=P’/P
水电离会产生氢离子和氢氧根离子,这个大多数人都知道,但是里边的氢离子带正电,它会贴到水的氧原子上,水是极性分子,氧端带负电,氢离子贴上边就是水合氢离子了……不过具体情况还要复杂些,不仅仅有1个氢离子和1个水分子粘在一起,多个不同配比的氢离子和水分子也能粘在一起形成比较大的水合离子.
水电解最小电压是1.23V,你那个“电热器”如果插的交流电,并且内部没有整流元件加以整流的话,要电解水是很困难的.因为那种情况下水中的离子实际上可能到不了两电极(靠近电极的可能会被电离出来产生氢气和氧气.),中间的那些离子应该会来回振动(因为水中电场方向是振动式的,类似单摆那样,周期性改变方向.)
像那种电热器一般会有变压器,不可能直接220V家用电加到水的两端去,一般都会降压,否则很危险.以12V的交流电为例,忽略电器元件的功率,那么你可以把那个电器的额定功率当作电功率P=UI(事实上如果不计算电器元件的功率损耗,那么变压器初级线圈的功率和次级线圈的功率是一样的.),然后热功率(焦耳定律)P’=I²R.
其中水的电阻率是18.2MΩm=18200000Ω,然后再衡量一下你两个电极之间的距离L以及导电横截面积S可以算出电阻,根据额定功率P以及降压后的12V电压可算出水中的电流I=P/12,然后得出热功率P’=(P/12)²×(18200000L/S),如此可计算出电热转换效率η=P’/P