Question

9．如图所示的装置很有创意：它将比较耗水的洗衣机和同样耗水但不太讲究水质的马桶连在一起：上部是洗衣机（有关技术参数见铭牌），下部是马桶，中间设有储水箱．洗衣机还设有加热功能，（铭牌上水的加热功率已模糊），洗涤前先将水加热到适宜温度，可以提高洗涤效果．

××滚筒式洗衣机
电压/V	220
洗衣功率/W	200
脱水功率/W	330
最大洗涤容量/kg	5
水加热功率/W	█

（1）请问这种设计的优点：用洗衣水用来冲厕可以节水；（请至少说出一个观点）
（2）求洗衣机脱水时的正常工作电流？
（3）某次洗衣时，首次进水量为20L，加热时电能的80%转化为水的内能，正常加热14min水的温度升高10℃就达到设定要求．若设定一个“洗涤：14min，脱水：2min”的工作程序，则该洗衣机完成这次洗衣所耗电能约为多少度？[得数保留两位小数，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）从节水方面分析，洗衣水用来冲厕；洗衣机设有加热功能，提高洗涤效果；
（2）洗衣机脱水时正常工作的功率和额定功率相等，根据P=UI求出正常工作时的电流；
（3）知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值，利用Q_吸=cm△t求出水吸收的热量，再根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出消耗的电能．根据W=Pt求出洗衣机洗涤和脱水时消耗的电能，最后求出它们的和．

解答 解：（1）这种设计的优点之一：用洗衣水用来冲厕可以节水；
（2）由表格数据可知，洗衣机脱水时的功率P_脱水=330W，电压U=220V，
由P=UI可得，正常工作时的电流：
I=$\frac{{P}_{脱水}}{U}$=$\frac{330W}{220V}$=1.5A；
（3）进水量为20L，即V=20L=0.02m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得：水的质量m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.02m³=20kg，
则水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×20kg×10℃=8.4×10⁵J；
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$可得加热水消耗的电能：
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{80%}$=1.05×10⁶J，
由P=$\frac{W}{t}$可知洗衣机洗涤和脱水时消耗的电能：
W′=P_洗涤t_洗涤+P_脱水t_脱水=200W×14×60s+330W×2×60s=2.076×10⁵J；
所以，W_总=W+W′=1.05×10⁶J+2.076×10⁵J=1.2576×10⁶J≈0.35kW•h．
答：（1）用洗衣水用来冲厕可以节水；
（2）洗衣机脱水时的正常工作电流为1.5A；
（3）则该洗衣机完成这次洗衣所耗电能约为0.35度．

点评 这是一道电热综合题，考查了热量公式和电功率公式的应用，关键是电功率的公式及其变形，最容易出错的是温度升高到和温度升高了，这是两个截然不同的概念．