小明家新买了一台饮水机,小明的父母经常为夜间是否要关闭饮水机而发生争执:妈妈认为关机可以节省电能,理由是饮水机...
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小明家新买了一台饮水机,小明的父母经常为夜间是否要关闭饮水机而发生争执:妈妈认为关机可以节省电能,理由是饮水机在夜间无人饮水时仍在对热水包里的水间歇*加热.爸爸则认为关机后第二天重新开机为凉水加热会消耗更多的电能.于是小明查到饮水机铭牌如下表所示.他决定用实验来化解父母的争执.
第一天晚上十点,他关掉家中的其他用电器,只开启饮水机的加热功能,记下此时电能表的示数为576.5kW•h.第二天早晨六点钟,水温达到预定温度95℃,他又读出电能表的示数为576.8kW•h.
额定电压220V | 热水包容积1.2L |
频率50Hz | 冷水包容积0.5L |
制热功率800W | 保鲜柜容积16L |
制冷功率98W | 防漏电类型 I类 |
第二天晚上十点,他将饮水机关闭,次日早晨启动,饮水机在额定功率下将水加热到预定温度95℃,用时8min.
请解答下列问题:
(1)饮水机正常加热时的电流是多少?
(2)通过计算判断小明的爸爸妈妈谁的说法正确?
(3)若热水包中水的初始温度为25℃,当加热到95℃需要吸收多少热量?这些热量与第二天烧水时消耗的电能是否相等?试解释出现这种情况的原因.
【回答】
【考点】电功率的计算;热量的计算;欧姆定律的应用;电能表参数的理解与电能的求法.
【分析】(1)由饮水机铭牌可知饮水机正常制热时的功率和饮水机的额定电压,然后I=求出加热时的电流.
(2)已知电能表晚上和第二天的示数,两次示数之差就是当晚消耗的电能;知道饮水机的功率和工作时间,根据公式W=Pt可求消耗的电能,比较两者消耗的电能即可得出谁的说法正确.
(3)已知热水包内水的体积,根据公式m=ρV可求水的质量,还知水的初温和末温,根据公式Q=cm△t可求热水包内的水从25℃加热到95℃时吸收的热量,即可比较这些热量与第二天烧水时消耗的电能是否相等;电加热过程存在热损失,或实际电压低于220V,实际功率达不到800W.
【解答】解:(1)由铭牌知:P制热=800W,U额=220V,
饮水机正常加热时的电流I==≈3.64A.
(2)晚间开启饮水机的加热功能消耗的电能:
W开=576.8KW•h﹣576.5KW•h=0.3KW•h,
饮水机关闭,次日启动,饮水机在额定功率下将水加热到预定温度消耗的电能:
W关=Pt=800W×8×60s=3.84×105J≈0.11KW•h
由于W开>W关,
所以关机状态省电,即小明的妈妈说法正确.
(3)水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10﹣3m3=1.2kg,
热水包内的水从25℃加热到95℃时吸收的热量:
Q=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1.2kg×(95℃﹣25℃)=3.528×105J<W关,
故这些热量与第二天烧水时消耗的电能不相等;
原因是:产生这种现象的原因是存在热损失,或实际电压低于220V、实际功率达不到800W.
故*为:(1)饮水机正常加热时的电流约为3.64A;
(2)小明的妈妈说法正确;
(3)水包中水吸收的热量为3.528×105J,这些热量与第二天烧水时消耗的电能不相等,
原因:产生这种现象的原因是存在热损失,或实际电压低于220V、实际功率达不到800W.
知识点:电功率
题型:计算题
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