Question

5．军军家新买了一个“暖手宝”，其铭牌如表所示，关于“暖手宝”内的物质是不是纯水的，军军和花花的意见不一，两人讨论决定：不破坏它，通过测定比热容的方法来确定是否为纯水；军军查得水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg•℃）；测出室温状态下“暧手宝”的初温为10℃，在家庭电路电压稳定时接通电源，500秒后自动断电，断电时测得“暖手宝”的温度正好上升到80℃．求：

额定电压	220V
额定功率	300W
最高温度	80℃
热效率	98%
液体质量	0.6kg
升温时间	500s

（1）为了使用更加安全，暖手宝内部采用了双重温控保护开关，这两个温控开关之间应如何连接？
（2）这个过程中消耗的电能是多少？
（3）如果热效率按98%计算，“暖手宝”内液体吸收的热量是多少？
（4）“暖手宝”内的液体的比热容大约是多少？这种“暖手宝”内的液体是不是水？

Answer 1

分析 （1）为了更安全，电热暖手宝采用双重温控保护开关，只要有一处温度过高就自动切断电路，两个开关应该是串联；
（2）暖手宝工作时的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出这个过程中消耗的电能；
（3）根据效率公式求出暖手宝内液体吸收的热量；
（4）知道液体的质量和温度的变化以及吸收的热量，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出液体的比热容，进一步判断液体是不是水．

解答 解：（1）因为电热水袋里使用双重温控开关，也就是说只有这两个开关都闭合时，电热袋才可以工作，否则不能工作，因此这两个开关是串联的；
（2）这个过程中消耗的电能：W=Pt=300W×500s=1.5×10⁵J；
（3）暖手宝内液体吸收的热量：
Q_吸=Wη=1.5×10⁵J×98%=1.47×10⁵J；
（4）由Q_吸=cm（t-t₀）得液体的比热容：
c=$\frac{{Q}_{吸}}{m（t-{t}_{0}）}$=$\frac{1.47×1{0}^{5}J}{0.6kg×（80℃-10℃）}$=3.5×10³J/（kg•℃）＜4.2×10³J/（kg•℃），
因而该液体不是水．
答：（1）为了使用更加安全，两个温控开关之间应串联；
（2）这个过程中消耗的电能是1.5×10⁵J；
（3）如果热效率按98%计算，“暖手宝”内液体吸收的热量是1.47×10⁵J；
（4）“暖手宝”内的液体的比热容大约是3.5×10³J/（kg•℃），这种“暖手宝”内的液体不是水．

点评 本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到电功公式、效率公式、热量公式的应用，难度不大．