Question

小明家新买了一台饮水机，小明的父母经常为夜间是否要关闭饮水机而发生争执：妈妈认为关机可以节省电能，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．爸爸则认为关机后第二天重新开机为凉水加热会消耗更多的电能．于是小明查到饮水机铭牌如下表所示．他决定用实验来化解父母的争执．第一天晚上十点，他关掉家中的其他用电器，只开启饮水机的加热功能，记下此时电能表的示数为576.5kW·h．第二天早晨六点钟，水温达到预定温度95℃，他又读出电能表的示数为576.8kW·h．第二天晚上十点，他将饮水机关闭，次日早晨启动，饮水机在额定功率下将水加热到预定温度95℃，用时8min．请解答下列问题：
（1）饮水机正常加热时的电流是多少？
（2）通过计算判断小明的爸爸妈妈谁的说法正确？
（3）若热水包中水的初始温度为25℃，当加热到95℃需要吸收多少热量？这些热量与第二天烧水时消耗的电能是否相等？试解释出现这种情况的原因．

Answer 1

解：（1）由铭牌知：P_制热=800W，U_额=220V，饮水机正常加热时的电流
I==≈3.64A
（2）晚间开启饮水机的加热功能消耗的电能：
W_开=576.8KW·h﹣576.5KW·h=0.3KW·h
饮水机关闭，次日启动，饮水机在额定功率下将水加热到预定温度消耗的电能：
W_关=Pt=800W×8×60s=3.84×10⁵J≈0.11KW·h
由于W_开＞W_关，所以关机状态省电，即小明的妈妈说法正确．
（3）水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.2×10^﹣3m³=1.2kg
热水包内的水从25℃加热到95℃时吸收的热量：
Q=cm（t﹣t₀）=4.2×10³J/（kg·℃）×1.2kg×（95℃﹣25℃）=3.528×10⁵J＜W_关
故这些热量与第二天烧水时消耗的电能不相等；
原因是：产生这种现象的原因是存在热损失，或实际电压低于220V、实际功率达不到800W