Question

5．一臺桶裝飲水機(jī)的銘牌上標(biāo)著如表所示的數(shù)據(jù)，則

飲水桶容量	18.9升
熱水箱容量	0.8升
額定電壓	220伏
加熱時功率	500瓦
保溫時功率	40瓦
頻   率	50赫茲

（1）熱水箱儲滿20℃的水后，要加熱到8 5℃，需要吸收2.184×10⁵焦耳熱量；
（2）若電能與熱能的轉(zhuǎn)化率為80%，則要供給這些熱量，額定電壓220伏熱水箱至少要加熱9.1分鐘；
（3）如果飲水機(jī)每天累計有2小時處于加熱狀態(tài)，其余時間處于保溫狀態(tài)，每天按24小時計算，則這臺飲水機(jī)一天消耗電能為1.88kW•h．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)熱傳遞過程中的吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）可計算熱水箱儲滿20℃的水后，要加熱至80℃，需要吸收多少熱量．
（2）根據(jù)熱效率公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$可計算要消耗的電能，根據(jù)電功公式W=Pt可計算至少要加熱多長時間．
（3）分別計算加熱狀態(tài)和保溫狀態(tài)消耗的電能，兩者的和即這臺飲水機(jī)一天消耗的電能．

解答 解：（1）水的體積：V=0.8L=0.8×10^-3m³
由ρ=$\frac{m}{V}$得，水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.8×10^-3m³=0.8kg
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/kg•℃×0.8kg×（85℃-20℃）=2.184×10⁵J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得，
水箱消耗的電能：W=Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.184×1{0}^{5}J}{80%}$=2.73×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$得，
所需時間：t=$\frac{{Q}_{放}}{P}$=$\frac{2.73×1{0}^{5}J}{500W}$=546s=546×$\frac{1}{60}$min=9.1min；
（3）飲水機(jī)一天消耗電能：W_總=W_加熱+W_保溫=P_加熱t_加熱+P_保溫t_保溫=0.5kW×2h+0.04kW×22h=1.88kW•h
故答案為：（l）2.184×l0⁵；（2）9．l；（3）1.88kW•h．

點評 本題考查學(xué)生對吸熱公式，熱效率公式，電功公式的運用，是一道綜合計算題．