Question

一臺桶裝飲水機的銘牌上標著如下表所示的數據，則：

飲水機容量	18.9L	加熱功率	500W
熱水箱容量	1L	保溫功率	40W
額定電壓	220V	頻率	50Hz

（1）熱水箱儲滿20℃的水后，要加熱至80℃，需要吸收多少熱量？
（2）若電能與熱能的轉化率為80%，則要供給這些熱量，在220V的額定電壓下至少要加熱多長時間？
（3）如果飲水機每天累計2h處于加熱狀態、其余時間處于保溫狀態，每天按24h計算，則這臺飲水機一天消耗的電能為多少kW?h？

Answer 1

分析：（1）根據熱傳遞過程中的吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）可計算熱水箱儲滿20℃的水后，要加熱至80℃，需要吸收多少熱量．
（2）根據熱效率公式η=

Q吸

Q放

可計算要消耗的電能，根據電功公式W=Pt可計算至少要加熱多長時間．
（3）分別計算加熱狀態和保溫狀態消耗的電能，兩者的和即這臺飲水機一天消耗的電能．

解答：解：（1）1L=1.0×10^-3m³
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.0×10^-3m³=1kg
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/kg?℃×1kg×60℃=2.52×10⁵J
答：熱水箱儲滿20℃的水后，要加熱至80℃，需要吸收2.52×10⁵J熱量．
（2）Q_放=

Q吸

η

=

2.52×105J

80%

=3.15×105J
t=

Q放

P

=

3.15×105J

500W

=630s
答：至少要加熱630s．
（3）W=W_加熱+W_保溫=P_加熱t_加熱+P_保溫t_保溫=0.5kW×2h+0.04kW×22h=1.88kW?h
答：這臺飲水機一天消耗的電能為1.88kW?h．

點評：本題考查學生對吸熱公式，熱效率公式，電功公式的綜合運用．