题目内容

4.如图甲所示是一种常见的电热水袋,图乙是它的结构示意图,其性能指标如表所示.请完成下列各题:
额定电压额度加热功率指示灯功率袋内充水自动断电温度
220V500W≤0.2W1L65℃
(1)给它通电,当达到断电温度时,水共吸收了2.1×105J的热量,袋内水的初温是多少?
(2)电热水袋此次在额定电压下通电10分钟指示灯熄灭,则电热水袋损失多少能量?
(3)请你分析电热水袋能量损失的主要原因.

分析 (1)由表格数据可知电热水袋中充水的体积,根据m=ρV求出电热水袋中充水的质量;
知道水的质量、末温、吸收的热量,根据Q吸=cm(t-t0)求出水的初温;
(2)电热水袋此次在额定电压下工作的功率和额定功率相等,根据W=Pt求出消耗的电能,利用 E损=W-Q吸可求出电热水袋损失的能量;
(3)从与水接触的物体以及周围环境温度分析热量的损失.

解答 解:(1)由ρ=$\frac{m}{V}$可得,m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg;
由Q吸=cm△t可得:△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{2.1×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×1kg}$=50℃;
袋内水的初温:t0=t-△t=15℃;
(2)由P=$\frac{W}{t}$得:W=Pt=500W×600s=3×105J;
  E损=W-Q吸=3×105J-2.1×105J=9×104J;
(3)热水袋的外皮温度升高,周围环境温度也升高,因此电热水袋能量损失的主要原因是被外皮吸收一部分热量,并且有一部分热量向周围的环境散热.
答:(1)袋内水的初温是15℃;
(2)电热水袋损失9×104J的能量;
(3)被外皮吸收一部分热量,并且有一部分热量向周围的环境散热.

点评 本题考查了密度公式、吸热公式、电功公式的理解和掌握,从表格中获取有用的信息是关键.

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