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菲菲家新买了一台饮水机,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性加热.爸爸则认为关机后
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菲菲家新买了一台饮水机,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性加热.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.于是菲菲查到饮水机铭牌如下表所示.她决定用实验来化解父母的争执.
第一天晚上十点,她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℃,她又读出电能表的示数为576.8kW•h.
第二天晚上十点,她将饮水机关闭,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9min.
请解答下列问题:
(1)饮水机正常加热时的电流是多少(小数点后保留1位)?
(2)通过计算判断菲菲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?试计算出饮水机电能转化为内能的加热效率.
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,她将饮水机关闭,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9min.
请解答下列问题:
(1)饮水机正常加热时的电流是多少(小数点后保留1位)?
(2)通过计算判断菲菲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?试计算出饮水机电能转化为内能的加热效率.
▼优质解答
答案和解析
(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=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′=Pt=800W×9×60s=4.32×105J=0.12kW•h
由于W>W′,所以关机状态省电,即菲菲的妈妈说法正确.
(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,
饮水机电能转化为内能的加热效率:η=
×100%=
×100%=82%.
故答案为:(1)饮水机正常加热时的电流约为3.64A;
(2)菲菲的妈妈说法正确;
(3)水包中水吸收的热量为3.528×105J;饮水机电能转化为内能的加热效率为82%.
饮水机正常加热时的电流I=
P制热 |
U |
800W |
220V |
(2)晚间开启饮水机的加热功能消耗的电能:
W=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′=Pt=800W×9×60s=4.32×105J=0.12kW•h
由于W>W′,所以关机状态省电,即菲菲的妈妈说法正确.
(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,
饮水机电能转化为内能的加热效率:η=
Q |
W′ |
3.528×105J |
4.32×105J |
故答案为:(1)饮水机正常加热时的电流约为3.64A;
(2)菲菲的妈妈说法正确;
(3)水包中水吸收的热量为3.528×105J;饮水机电能转化为内能的加热效率为82%.
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