Question

額定電壓220V	熱水包容積1.2L
額定頻率50Hz	冷水包容積0.5L
制熱功率500W	保險(xiǎn)柜容積16L
制冷功率98W	防漏電類(lèi)型 I類(lèi)

小明家新買(mǎi)了一臺(tái)飲水機(jī)，銘牌如表所示．小明的父母經(jīng)常為夜間是否要關(guān)閉飲水機(jī)而發(fā)生爭(zhēng)執(zhí)：媽媽認(rèn)為應(yīng)該關(guān)機(jī)，理由是飲水機(jī)在夜間無(wú)人飲水時(shí)仍在對(duì)熱水包里的水間歇性加熱，白白消耗電能．爸爸則認(rèn)為不該關(guān)機(jī)，因?yàn)榈诙�天重新開(kāi)機(jī)為涼水加熱會(huì)消耗更多的電能．于是小明決定用實(shí)驗(yàn)來(lái)化解父母的爭(zhēng)執(zhí)．第一天晚上十點(diǎn)，他關(guān)掉家中的其他用電器，只啟用飲水機(jī)的加熱功能，記下此時(shí)電能表的示數(shù)376.1．第二天早晨六點(diǎn)鐘，熱水包里的水溫達(dá)到預(yù)定溫度90℃，他又讀出電能表的示數(shù)為376.4．第二天晚上十點(diǎn)，他將飲水機(jī)關(guān)閉，次日早晨啟動(dòng)飲水機(jī)將熱水包中30℃的水加熱到預(yù)定溫度90℃，用時(shí)12min．求：
（1）飲水機(jī)正常制熱時(shí)的電流．
（2）熱水包中30℃的水加熱到90℃所吸收的熱量．已知：水的密度是1.0×10³kg/m³，水的比熱容是4.2×10³J/（kg?℃）．
（3）根據(jù)銘牌計(jì)算第二天燒水時(shí)消耗的電能．
（4）請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算判斷：小明的爸爸媽媽誰(shuí)說(shuō)得對(duì)？

Answer 1

分析：（1）由飲水機(jī)銘牌找出飲水機(jī)正常制熱時(shí)的功率、飲水機(jī)的額定電壓，然后由I=

P

U

求出制熱時(shí)的電流；
（2）先求出水的質(zhì)量；再根據(jù)吸熱公式Q=mc△t求出水所吸收的熱量；
（3）根據(jù)功率由W=Pt可求出燒水所消耗的電能；
（4）比較不關(guān)機(jī)消耗的電能與關(guān)機(jī)第二天加熱消耗的電能，判斷誰(shuí)說(shuō)的對(duì)．

解答：解：（1）由銘牌知：P_制熱=500W，U_額=220V，
飲水機(jī)正常制熱時(shí)的電流I=

P制熱

U額

=

500W

220V

≈2.27A，
答：飲水機(jī)正常制熱時(shí)的電流是2.27A．
（2）熱水包中水的質(zhì)量m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.2×10^-3m³=1.2kg，
把30℃的水加熱到90℃所吸收的熱量
Q=mc△t=1.2kg×4.2×10³J/（kg?℃）×（90℃-30℃）=3.024×10⁵J，
答：熱水包中30℃的水加熱到90℃所吸收的熱量是3.024×10⁵J．
（3）第二天燒水時(shí)消耗的電能W=Pt=500W×12×60s=3.6×10⁵J，
答：第二天燒水時(shí)消耗的電能3.6×10⁵J．   
（4）不關(guān)機(jī)消耗的電能W′=376.4kW?h-376.1kW?h=0.3kW?h=1.08×10⁶J，
關(guān)機(jī)第二天加熱水所消耗的電能W=3.6×10⁵J，
W′＞W(wǎng)，不關(guān)機(jī)消耗的電能多，所以媽媽說(shuō)得對(duì)．
答：媽媽說(shuō)得對(duì)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱量的計(jì)算、功率的計(jì)算和利用密度公式計(jì)算質(zhì)量．在利用公式時(shí)，要注意每個(gè)字母表示的物理量及其單位．由于飲水機(jī)一天要消耗一定的電能，故要在不用時(shí)，及時(shí)關(guān)閉電源．