Question

小明学习了电功率的知识后，想利用家里的电能表（如图）和手表，测出一些家用电器的有关数据。
（1）当家里只有一台电冰箱在正常工作时，他测出电能表1分钟转了3圈，求电冰箱在这段时间消耗的电能是多少焦耳？
（2）当电冰箱和电热水壶同时工作时，他测出电能表1分钟转33圈，求此时电热水壶的电功率是多少瓦？
（3）如果用此电热水壶把1Kg的水由20℃加热至沸腾需要的时间是多少秒？[不考虑热量的损失，气压为一个标准大气压，水的比热容为4.2×10³J/（Kg·℃）]

Answer 1

解：
（1）电冰箱消耗电能为：W_冰=3r×1kW?h/1500r=1/500kW?h=7.2×10³J；
（2）共消耗电能为W =33r×1kW?h/1500r = 11/50kW?h =7.92×10⁴J，电热水壶消耗电能为W_热= W－W_冰=7.92×10⁴J －7.2×10³J = 7.2×10⁴J，t=1min=60s，电热水壶的电功率为P= W_热/ t =7.2×10⁴J/ 60s = 1200W；
（3）水吸收热量为 Q_吸= cm（t－t₀） = 4.2×10³J/（Kg?℃） ×1kg×（100℃－20℃）=3.36×10⁵J，消耗电能为W₁=Q_吸=3.36×10⁵J，时间为t= W₁/ P =3.36×10⁵ J/1200W = 280s。