Question

開學時小明和同學去商店為班上購一臺飲水機，售貨員給他們一份××牌飲水機的宣傳資料，其內容如圖所示。
工作電路如圖所示，S₀是溫控開關，可以自動控制飲水機的加熱和保溫狀態。試問：
（1）請分析說明溫控開關閉合時，飲水機處于加熱還是保溫狀態。
（2）R₂的阻值是多少？
（3）小明估計當時的水溫為20℃，當飲水機將水從20℃燒開需要吸收多少熱量？需要多長時間？［c_水=4.2×10³J/（kg·℃）。氣壓為1標準大氣壓，熱量全部被水吸收］
（4）根據上面計算結果，請你對上述宣傳資料中有關“飲水機的優點”的內容作出客觀評價，給消費者一條有益的建議。

Answer 1

解：
（1）S₀斷開時，P₁=U²/R₂；S₀閉合時，P₂=U²/R_總；
∵R₁和R₂的并聯∴R_總<R₂
∴P₁<P₂
則溫控開關S₀閉合時處于加熱狀態
（2）保溫時：P_保溫=U²/R₂，R₂=U²/P_保溫=（220V）²/44W=1100Ω
（3）水燒開需要吸收熱量Q＝c_水m_水（t－t₀）＝c_水ρ_水V_水（t－t₀）＝4.2×10³J/（kg·℃）×1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³×（100℃－20℃）＝3.36×10⁵J，需要加熱時間
（4）經計算，即使該飲水機的熱效率為100%，也不可能在3分鐘內將一箱水燒開，其省時的說法沒有科學依據。建議消費者在購買產品時不能輕易相信宣傳資料。