Question

4．如圖甲所示是一種常見(jiàn)的電熱水袋，圖乙是它的結(jié)構(gòu)示意圖，其性能指標(biāo)如表所示．請(qǐng)完成下列各題：

額定電壓	額度加熱功率	指示燈功率	袋內(nèi)充水	自動(dòng)斷電溫度
220V	500W	≤0.2W	1L	65℃

（1）給它通電，當(dāng)達(dá)到斷電溫度時(shí)，水共吸收了2.1×10⁵J的熱量，袋內(nèi)水的初溫是多少？
（2）電熱水袋此次在額定電壓下通電10分鐘指示燈熄滅，則電熱水袋損失多少能量？
（3）請(qǐng)你分析電熱水袋能量損失的主要原因．

Answer 1

分析 （1）由表格數(shù)據(jù)可知電熱水袋中充水的體積，根據(jù)m=ρV求出電熱水袋中充水的質(zhì)量；
知道水的質(zhì)量、末溫、吸收的熱量，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水的初溫；
（2）電熱水袋此次在額定電壓下工作的功率和額定功率相等，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，利用 E_損=W-Q_吸可求出電熱水袋損失的能量；
（3）從與水接觸的物體以及周圍環(huán)境溫度分析熱量的損失．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg；
由Q_吸=cm△t可得：△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{2.1×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×1kg}$=50℃；
袋內(nèi)水的初溫：t₀=t-△t=15℃；
（2）由P=$\frac{W}{t}$得：W=Pt=500W×600s=3×10⁵J；
  E_損=W-Q_吸=3×10⁵J-2.1×10⁵J=9×10⁴J；
（3）熱水袋的外皮溫度升高，周圍環(huán)境溫度也升高，因此電熱水袋能量損失的主要原因是被外皮吸收一部分熱量，并且有一部分熱量向周圍的環(huán)境散熱．
答：（1）袋內(nèi)水的初溫是15℃；
（2）電熱水袋損失9×10⁴J的能量；
（3）被外皮吸收一部分熱量，并且有一部分熱量向周圍的環(huán)境散熱．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了密度公式、吸熱公式、電功公式的理解和掌握，從表格中獲取有用的信息是關(guān)鍵．