Question

10．小胜的爷爷买回来一个贮水式电热水袋．据销售人员说加热到最高温只需要4分钟．以下是该产品的简介和使用说明：额定电压220V、频率50Hz、额定功率420W、贮水量0.5Kg、限温76℃，主体采用高强度塑料及高档面料复合而成．独特的智慧型控温设计，双重限温．即使主温控器失效，电暖袋仍可以通过限压保护装置限制温度异常升高超过100℃．
①为什么用水来做介质？
②如果没有限压保护装置，为什么当主温控器失效时会出现温度异常升高？
③小胜查到南昌市去年冬季平均温度为6℃，请通过计算判断4分钟的加热时间是否合理？

Answer 1

分析 ①质量相等的不同物质，升高（降低）相同的温度，比热容大的吸收（放出）热量多；
②当主温控器失效时，即温度达到上限温度，温控器不能切断电路；
③计算出水温降到室温放热与电暖袋4分钟通电产生热量，比较得出是否合理．

解答 解：①水的比热容大，相同情况下，降温时放出的热量更多，这样取保效果越好；
②当主温控器失效时，温度达到上限温度，温控器不能切断电路，热水袋的发热体持续产生热量，所以会出现温度导常升高；
③热水袋中水温度降到室温时放出热量：
Q_放=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×（76-6℃）=1.47×10⁵J，
若加热4分钟，电热水袋产生热量Q=W=Pt=420W×4×60s=1.008×10⁵J，
Q＜Q_放，4分钟加热不能使电暖袋水温升高到设定的最高温度，所以不合理．
答：①水的比热容大，相同情况下，降温时放出的热量更多，这样取保效果越好；
②温度达到上限温度，温控器不能切断电路，热水袋的发热体持续产生热量，所以会出现温度导常升高；
③不合理．

点评 本题考查了水的比热容大的应用、热量、电热计算等．熟练运用公式，明确题意是关键．本题还体现了物理来源生活，服务生活．