Question

16．如图是某型号电压力锅的工作电路简图．接通电源后，开关S自动闭合，开始加热．当锅内温度达到105℃时，开关S自动断开，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾，把2.5kg初温为25℃的水加入电压力锅中，将它单独接入家庭电路，使其工作1min40s，此过程中开关S一直未断开，观察到家中标有“3600imp/kW•h”字样的电能表指示灯闪烁84次．假设电能全部转化为内能．求：
（1）加热状态时的实际功率．
（2）加热多少秒后开始保压？

Answer 1

分析 （1）根据电能表指示灯闪烁84次求得加热消耗的电能，然后利用P=$\frac{W}{t}$可求得加热状态时的实际功率；
（2）先根据密度公式求出水的质量，再根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水温度达到105℃时吸收的热量，利用效率公式求出消耗的电能，再根据W=Pt求出电压力锅多需要多少时间开始保压．

解答 解：（1）加热消耗的电能W=$\frac{84}{3600}$kW•h=8.4×10⁴J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，加热功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{8.4×1{0}^{4}J}{100s}$=840W，
（2）根据ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×2.5×10^-3m³=2.5kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2.5kg×（105℃-25℃）=8.4×10⁵J，
根据P=$\frac{W}{t}$可得，需要时间：
t₁=$\frac{W}{P}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{840W}$=1000s；
答：（1）加热状态时的实际功率为840W．
（2）加热1000秒后开始保压．

点评 本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到密度公式、吸热公式、电功公式和效率公式的应用，是一道综合性较强的题目．