“节能减排.开关未来的活动于2016年3月22日--世界水日的当天在沈阳正式启动,它倡导合理开关家用电器来节约能源．由此.小明想到父母经常为夜间是否要关闭饮水机而发生的争执:母亲认为应该关机.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．父亲则认为不该关机.因为第二天重新开机为凉水加热会消耗更多的电能� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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14．“节能减排，开关未来”的活动于2016年3月22日--世界水日的当天在沈阳正式启动；它倡导合理开关家用电器来节约能源．由此，小明想到父母经常为夜间是否要关闭饮水机而发生的争执：母亲认为应该关机，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．父亲则认为不该关机，因为第二天重新开机为凉水加热会消耗更多的电能．为了解决父母的争执，小明设计了如下实验：（实验过程中只启用饮水机的加热功能）第一天晚上十点钟，他关掉家中的其他用电器，仅留下饮水机单独工作，记下电能表的示数为

，第二天早晨，热水包里的水温达到预定温度89℃，他又读出电能为

，此时是六点钟．由此他计算出饮水机整夜消耗的电能W_开．第二天晚上十点钟，他将饮水机关闭，次日早晨六点钟启动饮水机将热水包中20℃的水加热到预定温度90℃，用时12min．他查看了饮水机上的铭牌，计算出了此过程中饮水机消耗的电能W_关．请你依据小明的实测数据和表中饮水机铭牌上的信息求解：

额定电压220V	热水包容积1L
额定频率50Hz	冷水包容积0.5L
制热功率500W	保鲜柜容积16L
制冷功率98W	防触电类型I类

（1）饮水机夜间开机、关机两种情况下消耗的电能W_开和W_关各是多少？哪种情况更省电？省了多少度电？
（2）热水包内的水从20℃加热到90℃时吸收的热量是多少？此过程中饮水机的加热效率是多少？（保留三位有效数字）[c_水=4.2×10³J/（kg•℃），ρ_水=1.0×10³kg/m³]．

分析（1）已知电能表晚上和第二天的示数，两次示数之差就是当晚消耗的电能，还知饮水机的功率和工作时间，根据W=Pt求出加热时消耗的电能，进行比较即可得出结论，二者之差就是节省的电能；
（2）已知热水包内水的体积，根据公式m=ρV可求水的质量，还知水的初温和末温，根据公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量，水吸收的热量与消耗的电能的比值就是此过程中饮水机的加热效率．

解答解：（1）饮水机夜间开机时消耗的电能：
W_开=376.4kWh-376.1kWh=0.3kW•h，
由P=$\frac{W}{t}$可得，饮水机加热时消耗的电能：
W_关=Pt=500×10^-3kW×$\frac{12}{60}$h=0.1kW•h，
因W_关＜W_开，
所以，饮水机夜间关机更省电，
节省的电能：
△W=W_开-W_关=0.3kW•h-0.1kW•h=0.2kW•h；
（2）水的体积：
V=1L=1dm³=1×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（90℃-20℃）=2.94×10⁵J，
饮水机加热时消耗的电能：
W=W_关=0.1kW•h=3.6×10⁵J，
此过程中饮水机的加热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{2.94×1{0}^{5}J}{3.6×1{0}^{5}J}$×100%≈81.7%．
答：（1）饮水机夜间开机、关机两种情况下消耗的电能为0.3kW•h、0.1kW•h，关机状态省电，节省的电能为0.2度；
（2）热水包内的水从20℃加热到90℃时吸收的热量是2.94×10⁵J，此过程中饮水机的加热效率是81.7%．

点评本题考查消耗电能和吸收热量以及加热效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要理解电能表参数的物理意义，本题还告诉我们一定要养成节约用电的好习惯．

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