Question

9．如圖所示的裝置很有創(chuàng)意：它將比較耗水的洗衣機(jī)和同樣耗水但不太講究水質(zhì)的馬桶連在一起：上部是洗衣機(jī)（有關(guān)技術(shù)參數(shù)見銘牌），下部是馬桶，中間設(shè)有儲(chǔ)水箱．洗衣機(jī)還設(shè)有加熱功能，（銘牌上水的加熱功率已模糊），洗滌前先將水加熱到適宜溫度，可以提高洗滌效果．

××滾筒式洗衣機(jī)
電壓/V	220
洗衣功率/W	200
脫水功率/W	330
最大洗滌容量/kg	5
水加熱功率/W	█

（1）請(qǐng)問這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：用洗衣水用來沖廁可以節(jié)水；（請(qǐng)至少說出一個(gè)觀點(diǎn)）
（2）求洗衣機(jī)脫水時(shí)的正常工作電流？
（3）某次洗衣時(shí)，首次進(jìn)水量為20L，加熱時(shí)電能的80%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，正常加熱14min水的溫度升高10℃就達(dá)到設(shè)定要求．若設(shè)定一個(gè)“洗滌：14min，脫水：2min”的工作程序，則該洗衣機(jī)完成這次洗衣所耗電能約為多少度？[得數(shù)保留兩位小數(shù)，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）從節(jié)水方面分析，洗衣水用來沖廁；洗衣機(jī)設(shè)有加熱功能，提高洗滌效果；
（2）洗衣機(jī)脫水時(shí)正常工作的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出正常工作時(shí)的電流；
（3）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的溫度升高值，利用Q_吸=cm△t求出水吸收的熱量，再根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出消耗的電能．根據(jù)W=Pt求出洗衣機(jī)洗滌和脫水時(shí)消耗的電能，最后求出它們的和．

解答 解：（1）這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)之一：用洗衣水用來沖廁可以節(jié)水；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知，洗衣機(jī)脫水時(shí)的功率P_脫水=330W，電壓U=220V，
由P=UI可得，正常工作時(shí)的電流：
I=$\frac{{P}_{脫水}}{U}$=$\frac{330W}{220V}$=1.5A；
（3）進(jìn)水量為20L，即V=20L=0.02m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得：水的質(zhì)量m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.02m³=20kg，
則水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×20kg×10℃=8.4×10⁵J；
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$可得加熱水消耗的電能：
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{80%}$=1.05×10⁶J，
由P=$\frac{W}{t}$可知洗衣機(jī)洗滌和脫水時(shí)消耗的電能：
W′=P_洗滌t_洗滌+P_脫水t_脫水=200W×14×60s+330W×2×60s=2.076×10⁵J；
所以，W_總=W+W′=1.05×10⁶J+2.076×10⁵J=1.2576×10⁶J≈0.35kW•h．
答：（1）用洗衣水用來沖廁可以節(jié)水；
（2）洗衣機(jī)脫水時(shí)的正常工作電流為1.5A；
（3）則該洗衣機(jī)完成這次洗衣所耗電能約為0.35度．

點(diǎn)評(píng) 這是一道電熱綜合題，考查了熱量公式和電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是電功率的公式及其變形，最容易出錯(cuò)的是溫度升高到和溫度升高了，這是兩個(gè)截然不同的概念．