Question

16．如圖是某型號電壓力鍋的工作電路簡圖．接通電源后，開關S自動閉合，開始加熱．當鍋內溫度達到105℃時，開關S自動斷開，開始保壓，此時鍋內水溫不變，且未沸騰，把2.5kg初溫為25℃的水加入電壓力鍋中，將它單獨接入家庭電路，使其工作1min40s，此過程中開關S一直未斷開，觀察到家中標有“3600imp/kW•h”字樣的電能表指示燈閃爍84次．假設電能全部轉化為內能．求：
（1）加熱狀態時的實際功率．
（2）加熱多少秒后開始保壓？

Answer 1

分析 （1）根據電能表指示燈閃爍84次求得加熱消耗的電能，然后利用P=$\frac{W}{t}$可求得加熱狀態時的實際功率；
（2）先根據密度公式求出水的質量，再根據Q_吸=cm（t-t₀）求出水溫度達到105℃時吸收的熱量，利用效率公式求出消耗的電能，再根據W=Pt求出電壓力鍋多需要多少時間開始保壓．

解答 解：（1）加熱消耗的電能W=$\frac{84}{3600}$kW•h=8.4×10⁴J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，加熱功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{8.4×1{0}^{4}J}{100s}$=840W，
（2）根據ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質量：
m=ρV=1×10³kg/m³×2.5×10^-3m³=2.5kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2.5kg×（105℃-25℃）=8.4×10⁵J，
根據P=$\frac{W}{t}$可得，需要時間：
t₁=$\frac{W}{P}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{840W}$=1000s；
答：（1）加熱狀態時的實際功率為840W．
（2）加熱1000秒后開始保壓．

點評 本題考查了電功與熱量的綜合計算，涉及到密度公式、吸熱公式、電功公式和效率公式的應用，是一道綜合性較強的題目．