小明家新买了一台饮水机,铭牌如图所示.小明的父母经常为夜间是否要关闭饮水机而发生争执:妈妈认为应该关机,理由是饮水机在夜间无人饮水时仍在对热水包里的水间歇性加热,白白消耗电能.爸爸则认为不该关机,因为第二天重新开机为凉水加热会消耗更多的电能.于是小明决定用实验来化解父母的争执.
额定电压220V | 热水包容积1.2L |
额定频率50Hz | 冷水包容积0.5L |
制热功率500W | 保险柜容积16L |
制冷功率98W | 防漏电类型 I类 |
第二天晚上十点,他将饮水机关闭,次日早晨启动饮水机将热水包中30℃的水加热到预定温度90℃,用时12min.
(1)热水包中30℃的水加热到90℃所吸收的热量.(水的密度是1.0×103kg/m3,水的比热容是4.2x103J/(kg?℃)
(2)根据铭牌计算第二天烧水时消耗的电能.
(3)请你通过计算判断:小明的爸爸妈妈谁说得对?
解:(1)水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg,
水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2x103J/(kg?℃)×1.2kg×(90℃-30℃)=3.024×105J;
(2)烧水时消耗的电能:
W=Pt=500W×12×60S=3.6××105J=0.1kw?h;
(3)饮水机夜间消耗的电能:
376.4kw?h-376.1kw?h=0.3kw?h,大于第二天烧水时消耗的电能0.1kw?h,所以小明的妈妈说得对.
答:(1)热水包中30℃的水加热到90℃所吸收的热量是3.024×105J;
(2)第二天烧水时消耗的电能0.1kw?h;
(3)小明的妈妈说得对.
(1)已知水的体积1.2L可求出水的质量,初温30℃,末温90℃,根据热量的计算公式Q吸=cm(t-t0)可求出水吸收的热量;
(2)已知制热功率500W,时间12min,根据W=Pt可求出消耗的电能;
(3)第二天烧水时消耗的电能已求出,夜间消耗的电能,可有电能表示数求出,两都比较即可.
点评:本题考查了热量的计算和电功的计算,属于基本运算,比较简单,要注意电能表上的数字的单位是kw?h.