Question

5．軍軍家新買了一個“暖手寶”，其銘牌如表所示，關于“暖手寶”內的物質是不是純水的，軍軍和花花的意見不一，兩人討論決定：不破壞它，通過測定比熱容的方法來確定是否為純水；軍軍查得水的比熱容c_水=4.2×10³J/（kg•℃）；測出室溫狀態(tài)下“曖手寶”的初溫為10℃，在家庭電路電壓穩(wěn)定時接通電源，500秒后自動斷電，斷電時測得“暖手寶”的溫度正好上升到80℃．求：

額定電壓	220V
額定功率	300W
最高溫度	80℃
熱效率	98%
液體質量	0.6kg
升溫時間	500s

（1）為了使用更加安全，暖手寶內部采用了雙重溫控保護開關，這兩個溫控開關之間應如何連接？
（2）這個過程中消耗的電能是多少？
（3）如果熱效率按98%計算，“暖手寶”內液體吸收的熱量是多少？
（4）“暖手寶”內的液體的比熱容大約是多少？這種“暖手寶”內的液體是不是水？

Answer 1

分析 （1）為了更安全，電熱暖手寶采用雙重溫控保護開關，只要有一處溫度過高就自動切斷電路，兩個開關應該是串聯(lián)；
（2）暖手寶工作時的功率和額定功率相等，根據W=Pt求出這個過程中消耗的電能；
（3）根據效率公式求出暖手寶內液體吸收的熱量；
（4）知道液體的質量和溫度的變化以及吸收的熱量，根據Q_吸=cm（t-t₀）求出液體的比熱容，進一步判斷液體是不是水．

解答 解：（1）因為電熱水袋里使用雙重溫控開關，也就是說只有這兩個開關都閉合時，電熱袋才可以工作，否則不能工作，因此這兩個開關是串聯(lián)的；
（2）這個過程中消耗的電能：W=Pt=300W×500s=1.5×10⁵J；
（3）暖手寶內液體吸收的熱量：
Q_吸=Wη=1.5×10⁵J×98%=1.47×10⁵J；
（4）由Q_吸=cm（t-t₀）得液體的比熱容：
c=$\frac{{Q}_{吸}}{m（t-{t}_{0}）}$=$\frac{1.47×1{0}^{5}J}{0.6kg×（80℃-10℃）}$=3.5×10³J/（kg•℃）＜4.2×10³J/（kg•℃），
因而該液體不是水．
答：（1）為了使用更加安全，兩個溫控開關之間應串聯(lián)；
（2）這個過程中消耗的電能是1.5×10⁵J；
（3）如果熱效率按98%計算，“暖手寶”內液體吸收的熱量是1.47×10⁵J；
（4）“暖手寶”內的液體的比熱容大約是3.5×10³J/（kg•℃），這種“暖手寶”內的液體不是水．

點評 本題考查了電功與熱量的綜合計算，涉及到電功公式、效率公式、熱量公式的應用，難度不大．