Question

7．教室的飲水機的銘牌如表所示，同學(xué)們對飲水機的工作情況進行了觀察與研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)加熱內(nèi)膽里的水溫達(dá)到90℃時，溫控開關(guān)就會自動斷開，停止加熱；當(dāng)水溫降至60℃時，溫控開關(guān)又會重新加熱，每次加熱是時間為t=4min．則

額定電壓	220V
加熱功率	550W
制熱方式	電加熱

（1）飲水機正常工作時的電流多大？
（2）飲水機加熱一次消耗的電能為多少？
（3）飲水機設(shè)計加熱內(nèi)膽的好處是每次只加熱少量的水，既能使人們在較短的時間內(nèi)喝上熱水，又能避免一次加熱過多的水而造成浪費，請你根據(jù)前面的數(shù)據(jù)，計算加熱內(nèi)膽的容積．（假設(shè)消耗的電能完全轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能）

Answer 1

分析 （1）已知飲水機的額定電壓和額定功率，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$可求得飲水機正常工作時的電流；
（2）已知額定功率和加熱時間，根據(jù)W=Pt計算加熱一次消耗的電能；
（3）根據(jù)Q=cm（t-t₀）的變形式求出每次加熱水的質(zhì)量，根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$求出水的體積即為內(nèi)膽的容積．

解答 解：（1）由P=UI可得，飲水機正常工作時的電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{550W}{220V}$=2.5A，
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，飲水機加熱一次消耗的電能W=Pt=550W×240s=1.32×10⁵J
（3）假設(shè)消耗的電能完全轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，即Q_吸=W，
由Q_吸=cm（t-t₀）得，
m=$\frac{{Q}_{吸}}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{1.32×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）（90℃-60℃）}$=1.05kg；
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{1.05kg}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=1.05×10^-3m³=1.05L．
答：（1）飲水機正常工作時的電流為2.5A；
（2）飲水機加熱一次消耗的電能為1.32×10⁵J；
（3）加熱內(nèi)膽的容積為1.05L．

點評 本題考查了電功公式、電功率公式、密度公式、吸熱公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道內(nèi)膽的容積就是水的體積．