Question

小亮所在班級(jí)的飲水機(jī)銘牌如表所示．他們對(duì)飲水機(jī)的工作情況進(jìn)行了與研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)加熱內(nèi)膽里的水溫達(dá)到90℃時(shí)，溫控開關(guān)就會(huì)自動(dòng)斷開，停止加熱；當(dāng)水溫降至60℃時(shí)，溫控開關(guān)又會(huì)自動(dòng)打開重新加熱，每次加熱的時(shí)間為t=4min．

額定電壓	220V
加熱功率	550W
制熱方式	電加熱

（1）飲水機(jī)加熱一次消耗的電能W₀為多少？
（2）飲水機(jī)設(shè)計(jì)熱內(nèi)膽的好處是每次只加熱少量的水，既能使人們?cè)谳^短的時(shí)間內(nèi)喝上熱水，又能避免一次加熱過多的水而造成浪費(fèi)．請(qǐng)你根據(jù)前面的數(shù)據(jù)，計(jì)算加熱內(nèi)膽的容積．[假設(shè)消耗的電能完全轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，水的比熱容為c_水=4.2×10³J/（kg?℃）〕．
（3）某日下午放學(xué)時(shí)，值日生小剛忘了關(guān)掉飲水機(jī)，直到第二天進(jìn)教室后才發(fā)現(xiàn)，他為自己不小心浪費(fèi)了電能而內(nèi)疚．因?yàn)樗�知道，雖然飲水機(jī)是斷續(xù)工作的，但這一晚上（約12小時(shí)）也會(huì)浪費(fèi)不少電能．他經(jīng)過一定的測(cè)量，就估算出了這一個(gè)晚上浪費(fèi)的電能．請(qǐng)你簡(jiǎn)述測(cè)量和估算的方祛，不需具體的數(shù)據(jù)計(jì)算．

Answer 1

分析：（1）知道電功率和通電時(shí)間，利用電功率的公式求加熱一次消耗的電能；
（2）知道消耗的電能完全轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，利用吸熱公式求水的質(zhì)量，再用密度公式求水的體積（內(nèi)膽容積）；
（3）測(cè)出兩次加熱的時(shí)間間隔，算出12小時(shí)內(nèi)加熱的次數(shù)，求浪費(fèi)的電能．

解答：解：（1）W₀=Pt=550W×4×60s=1.32×10⁵J；
（2）∵消耗的電能完全轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，
∴W₀=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×m×（90℃-60℃）
∴m=

1.32×105J

4.2×103J/(kg?℃)×(90℃-60℃)

=1.05kg，
加熱內(nèi)膽的容積：
V=

m

ρ

=

1.05kg

1×103kg/m3

=1.05×10-3m3=1.05L；
（3）測(cè)出兩次加熱的時(shí)間間隔△t，算出12小時(shí)內(nèi)加熱的次數(shù)n=

t

△t

，則浪費(fèi)的電能：
W=nW₀．
答：（1）飲水機(jī)加熱一次消耗的電能W₀為1.32×10⁵J；
（2）加熱內(nèi)膽的容積1.05L；
（3）測(cè)出兩次加熱的時(shí)間間隔△t，算出12小時(shí)內(nèi)加熱的次數(shù)n=

t

△t

，則浪費(fèi)的電能：W=nW₀．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了密度公式的利用、消耗電能（電功）的計(jì)算、水吸熱的計(jì)算，知識(shí)點(diǎn)多，將熱學(xué)和電學(xué)相結(jié)合，屬于難題．