Question

物理科代表和班長(zhǎng)就放學(xué)后是否關(guān)教室里的飲水機(jī)的問(wèn)題發(fā)生爭(zhēng)執(zhí)，班長(zhǎng)認(rèn)為不應(yīng)關(guān)機(jī)，因?yàn)榈诙�天重新開(kāi)機(jī)給冷水加熱既費(fèi)時(shí)又會(huì)消耗更多的電能；物理科代表認(rèn)為應(yīng)該關(guān)機(jī)，理由是飲水機(jī)在放學(xué)后從17：00到第二天08：00共15h期間會(huì)間歇性加熱，白白消耗電能，反復(fù)加熱的水也不利于身體健康．
次日早晨，他倆先觀察到如圖所示的飲水機(jī)有加熱和保溫兩個(gè)檔位，銘牌數(shù)據(jù)如下表．然后啟動(dòng)飲水機(jī)，將熱水箱中的30℃的冷水加熱到90℃，用時(shí)10min．他倆繼續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)保溫28min后加熱器會(huì)重新加熱，2min后又回到保溫狀態(tài)．（飲水機(jī)始終在額定電壓下工作）     

水桶容量	20L
熱水箱水量	1kg
額定電壓	220V
加熱功率	500W
保溫功率	50W

（1）熱水箱中30℃的冷水加熱到90℃所吸收的熱量是多少？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]
（2）將熱水箱中30℃的冷水加熱到90℃消耗的電能是多少？
（3）通過(guò)計(jì)算比較誰(shuí)的做法更節(jié)能．（假設(shè)放學(xué)時(shí)飲水機(jī)剛好處于保溫狀態(tài)，工作過(guò)程中間歇加熱的規(guī)律不變）

Answer 1

1）熱水箱中30℃的冷水加熱到90℃所吸收的熱量是2.52×10⁵J；
（2）將熱水箱中30℃的冷水加熱到90℃消耗的電能是3×10⁵J；
（3）物理科代表的做法更節(jié)能．

（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（90℃﹣30℃）=2.52×l0⁵J；
（2）飲水機(jī)加熱時(shí)消耗的電能：
W=Pt=500W×10×60s=3×10⁵J；
（3）關(guān)閉，第二天消耗的電能：
W=3×10⁵J；
不關(guān)，間歇性加熱15h期間：
保溫消耗電能：
W₁=P_保溫t_保溫=50W×28×30×60s=2.52×l0⁶J；
加熱消耗電能：
W₂=P_加熱t_加熱=500W×2×30×60s=1.8×l0⁶J；
W_總=W₁+W₂=2.52×l0⁶J+1.8×l0⁶J=4.32×l0⁶J；
∵W_總＞W(wǎng)，
∴物理科代表的做法更節(jié)能