问题 计算题

物理科代表和班长就放学后是否关教室里的饮水机的问题发生争执,班长认为不应关机,因为第二天重新开机给冷水加热既费时又会消耗更多的电能;物理科代表认为应该关机,理由是饮水机在放学后从17:00到第二天08:00共15h期间会间歇性加热,白白消耗电能,反复加热的水也不利于身体健康.

次日早晨,他俩先观察到如图所示的饮水机有加热和保温两个档位,铭牌数据如下表.然后启动饮水机,将热水箱中的30℃的冷水加热到90℃,用时10min.他俩继续观察,发现保温28min后加热器会重新加热,2min后又回到保温状态.(饮水机始终在额定电压下工作)     

 水桶容量 20L
 热水箱水量 1kg
 额定电压 220V
 加热功率 500W
 保温功率 50W
(1)热水箱中30℃的冷水加热到90℃所吸收的热量是多少?[c=4.2×103J/(kg•℃)]

(2)将热水箱中30℃的冷水加热到90℃消耗的电能是多少?

(3)通过计算比较谁的做法更节能.(假设放学时饮水机刚好处于保温状态,工作过程中间歇加热的规律不变)

答案

1)热水箱中30℃的冷水加热到90℃所吸收的热量是2.52×105J;

(2)将热水箱中30℃的冷水加热到90℃消耗的电能是3×105J;

(3)物理科代表的做法更节能.

(1)水吸收的热量:

Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(90℃﹣30℃)=2.52×l05J;

(2)饮水机加热时消耗的电能:

W=Pt=500W×10×60s=3×105J;

(3)关闭,第二天消耗的电能:

W=3×105J;

不关,间歇性加热15h期间:

保温消耗电能:

W1=P保温t保温=50W×28×30×60s=2.52×l06J;

加热消耗电能:

W2=P加热t加热=500W×2×30×60s=1.8×l06J;

W=W1+W2=2.52×l06J+1.8×l06J=4.32×l06J;

∵W>W,

∴物理科代表的做法更节能

选择题
单项选择题