Question

小宇同学家的电能表上标有“3000r/kwh”字样，当他只将家中的电冰箱接入电路中时，测得电冰箱连续工作10min电能表转了75r，求：
（1）这台电冰箱的电功率是多大？
（2）如果这台电冰箱在某一天耗电1.2kwh，设电冰箱每次连续工作时间都是20min，并且每次连续工作后的间歇时间也相等，通过计算说明，电冰箱的间歇时间的可能值是多少？
（3）小宇想知道：为什么电冰箱要消耗电能才能制冷？请你告诉他．
（设电冰箱压缩机功率不变，只有压缩机工作时才消耗电能．计算结果保留两位小数）

Answer 1

【答案】分析：（1）本题首先要清楚“3000R/kW?h”的物理意义：当用电器消耗1千瓦时的电能，电能表的水平转盘转过3000转，1度=3.6×10⁶焦，即1KW?h=3.6×10⁶J．
（2）根据电表箱的电功率和压缩机每次连续工作时间可求出电表箱连续工作一次所消耗的电能，再用电冰箱一天的耗电量（1.2kW?h）除以压缩机工作一次所消耗的电能，可求出电表箱一天的启动次数，然后根据启动次数可判断间歇次数并计算出间歇时间．
（3）根据我们对于冰箱制冷原理的理解来作答．冰箱制冷的原理是利用氟利昂一类的物质不断的汽化和液化，将冰箱内部的热搬运到冰箱的外部．
解答：解：（1）由题意可知：用电器所做的功W=kW?h=9×10⁴J，
电冰箱的功率为：p===150W．
答：这台电冰箱的电功率是150W．
（2）电冰箱压缩机连续工作20min所消耗的电能为：
W₂=Pt₂=150W×20×60s=1.8×10⁵J；
24h内压缩机启动的次数为，
∵在24h内，电冰箱压缩机的启动次数为24次
∴电冰箱压缩机停机的次数最少为n₁=23次，最多为n₂=25次．
在24h内，电冰箱压缩机总的间歇时间为：
T=24×60min-20min/次×24次=960min；
故压缩机的最长间歇时间为：，
最短间歇时间为：．
答：电冰箱的间歇时间的可能值在38.40min或41.74min．
（2）能量的传递是有方向性的．热量只能自动的从高温物体传到低温物体，要使热量从低温物体传到高温物体就要消耗电能．要想把箱体中的温度降下来，必须要使箱体中的制冷剂汽化吸收箱体内热，将热量带到箱体外，再由压缩机压缩消耗电能变成液体，回到箱体中．这样周而复始，要不断消耗电能．
点评：本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法，同时考查了学生对冰箱的工作原理的了解和掌握．能否通过电能表参数求出电表箱的电功率和通过启动次数准确判断压缩机的停机次数是本题的两个解题关键所在．