Question

王磊同学学习了电学知识后，对客厅里的照明电路进行了改装，将原来由一只开关控制的五个灯泡组成的照明电路，分成两组，分别由两只开关控制，需要较强的亮度时全部灯泡都亮，不需要很亮时只有两个灯泡亮，白天或厅内无人时则全部关闭．王磊同学经过较长时间的统计，得到下列一组数据：

平均每天开灯时间	需较强亮度时间	不需很亮时间	每个灯泡的功率
6h	2h	4h	60W

请你根据王磊同学统计的数据，通过计算回答以下问题：
（1）改装后每月（按30天计算）可以节约多少度电？
（2）如果用电热水器给水加热，每月节约的电能可以将多少20℃的水加热到60℃用来洗澡？[水的比热容4.2×10³J/（Kg℃）]．

Answer 1

（1）改装前灯的总功率：
P=60W×6=360W=0.36kW，
改装前30天消耗的电能：
W=Pt=0.36kW×6h×30=64.8kW?h；
需较强亮度时：
P₁=60W×6=360W=0.36kW，
不需很亮时：
P₂=60W×2=120W=0.12kW，
改装后30天消耗的电能：
W′=P₁t₁+P₂t₂
=0.36kW×2h×30+0.12kW×4h×30=36kW?h；
每月节约的电能：
△W=W-W′=64.8kW?h-36kW?h=28.8kW?h．
（2）由题知：Q_吸=△W=cm△t，
∴水的质量：
m=

△w

c△t

=

1.0368×108J

4.2×103J/(kg?℃)×(60℃-20℃)

≈617kg．
答：（1）改装后每月（按30天计算）可以节约28.8度电；
（2）如果用电热水器给水加热，每月节约的电能可以将617kg20℃的水加热到60℃用来洗澡．