Question

“節(jié)能減排，開關(guān)未來”的活動(dòng)于2008年3月22日――世界水日的當(dāng)天在沈陽正式啟動(dòng)；它倡導(dǎo)合理開關(guān)家用電器來節(jié)約能源。由此，小明想到父母經(jīng)常為夜間是否要關(guān)閉飲水機(jī)而發(fā)生的爭執(zhí)：母親認(rèn)為應(yīng)該關(guān)機(jī)，理由是飲水機(jī)在夜間無人飲水時(shí)仍在對(duì)熱水包里的水間歇性加熱，白白消耗電能。父親則認(rèn)為不該關(guān)機(jī)，因?yàn)榈诙�天重新開機(jī)為涼水加熱會(huì)消耗更多的電能。為了解決父母的爭執(zhí)，小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：（實(shí)驗(yàn)過程中只啟用飲水機(jī)的加熱功能）第二天晚上十點(diǎn)鐘，他關(guān)掉家中的其他用電器，僅留下飲水機(jī)單獨(dú)工作，記下電能表的示數(shù)為。第二天早晨，熱水包里的水溫達(dá)到預(yù)定溫度89℃，他又讀出電能表的示數(shù)為，此時(shí)是六點(diǎn)鐘。由此他計(jì)算出飲水機(jī)整夜消耗的電能W開。第二天晚上十點(diǎn)鐘，他將飲水機(jī)關(guān)閉，次日早晨六點(diǎn)鐘啟動(dòng)飲水機(jī)將熱水包中30℃的水加熱到預(yù)定溫度89℃，用時(shí)12min。他查看了飲水機(jī)上的銘牌，計(jì)算出了此過程中飲水機(jī)消耗的電能W關(guān)。請你依據(jù)小明的實(shí)測數(shù)據(jù)和下表中飲水機(jī)銘牌上的信息求解：

⑴飲水機(jī)夜間開機(jī)、關(guān)機(jī)兩種情況下消耗的電能W開和W關(guān)各是多少？哪種情況更省電？省了多少度電？

⑵熱水包內(nèi)的水從30℃加熱到89℃時(shí)吸收的熱量是多少？此過程中飲水機(jī)的加熱效率是多少？[c_水=4.2×10³J/（kg℃），ρ_水=1.0×10³kg/m³]

額定電壓220V	熱水包容積1.2L
額定頻率50Hz	冷水包容積0.5L
制熱功率500W	保鮮柜容積16L
制冷功率98W	防觸電類型I類

Answer 1

⑴W_開=376.4kW?h－376.1kW?h=0.3kW?h

由于W_開＞W(wǎng)_關(guān)  所以關(guān)機(jī)狀態(tài)省電

節(jié)省的電能：W_開－W_關(guān)=0.3kW?h-0.1kW?h=0.2kW?h

⑵

m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.2×10^-3m³=1.2kg

Q=cm（t－t₀）

=4.2×10³J/（kg℃）×1.2kg×（89℃－30℃）=297360J