Question

5．如图是某饮水机的名牌，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%被水吸收，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．

Answer 1

分析 （1）根据热传递过程中的吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）可计算热水箱储满20℃的水后，要加热至80℃，需要吸收多少热量．
（2）根据热效率公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$可计算要消耗的电能，根据电功公式W=Pt可计算至少要加热多长时间．
（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）水的体积：V=0.8L=0.8×10^-3m³
由ρ=$\frac{m}{V}$得，水的质量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.8×10^-3m³=0.8kg
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/kg•℃×0.8kg×（95℃-20℃）=2.52×10⁵J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得，
水箱消耗的电能：W=Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.52×1{0}^{5}J}{80%}$=3.15×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$得，
所需时间：t=$\frac{{Q}_{放}}{P}$=$\frac{3.15×1{0}^{5}J}{1000W}$=315s；
（3）原因可能有：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：（l）2.52×10⁵；（2）315；（3）电热水壶产生的热量没有全部被水吸收．

点评 本题考查学生对吸热公式，热效率公式，电功公式的运用，是一道综合计算题．