Question

16．如图是饮水机的铭牌，当饮水机热水箱储满20℃的水后，饮水机将水加热到95℃，水吸收的热量为2.52×10⁵J，若饮水机正常工作，消耗的电能80%被谁吸收，则至少需要加热315s；若实际加热时间大于上述计算的加热时间，写出一种可能的原因：电热水壶产生的热量没有全部被水吸收．[c_水=4.2×10³J（kg•℃），ρ_水=1.0×10³kg/m³]．

Answer 1

分析 （1）饮水机热水箱储满水后水的体积等于其容积，根据密度公式求出水的质量，又知道水温度的变化和比热容，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出消耗的电能，利用P=$\frac{W}{t}$求出加热时间；
（3）在（2）中条件是产生的热量全部被水吸收，若实际加热时间长，原因可能是有热损失，电热水器消耗的电能不能被水全部吸收；也可能是电热水器的实际电压低于额定电压，使实际功率低于额定功率．

解答 解：（1）饮水机热水箱储满水后，水的体积：
V=0.8L=0.8dm³=8×10^-4m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×8×10^-4m³=0.8kg，
水所需吸收热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.8kg×（95℃-20℃）
=2.52×10⁵J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%可得，消耗的电能：
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.52×1{0}^{5}J}{80%}$=3.15×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，最少需要的加热时间：
t′=$\frac{W}{P}$=$\frac{3.15×1{0}^{5}J}{1000W}$=315s；
（3）原因可能是：
①电热水壶产生的热量没有全部被水吸收；②电热水壶实际工作电压小于额定电压．
故答案为：2.52×10⁵；315；电热水壶产生的热量没有全部被水吸收．

点评 本题是一道电学与热学的综合应用题，综合考查了热量的计算、电功率的计算，要注意单位的换算．