Question

如圖所示，是一種煲湯用的電熱鍋工作原理圖，調(diào)節(jié)切換開關(guān)可以使電熱鍋處于“關(guān)、高溫、自動、保溫”四種工作狀態(tài)，溫控器的作用是當(dāng)水沸騰后能自動斷電一段時間，其中R₁=605Ω，R₂=96.8Ω，電熱鍋的部分參數(shù)如下表所示。

（1）電熱鍋處于保溫?fù)跽９ぷ鲿r，鍋內(nèi)的水溫度始終不變，則該電熱鍋的散熱功率是多少？
（2）電熱鍋處于高溫?fù)酰ㄇ袚Q開關(guān)接“1”）正常工作，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下高溫加熱2kg的水，10min內(nèi)消耗多少電能？設(shè)散熱功率不變，水的初溫為75℃，則加熱10min后水的最終溫度是多少？

Answer 1

解：
（1）因鍋內(nèi)水的溫度始終不變，所以電熱鍋發(fā)熱功率與散熱功率相等，即P_散=80W；
（2）電熱鍋10min內(nèi)消耗的電能W=P_加t=500W×10×60s=3×10⁵J，
設(shè)水溫變化了△t，根據(jù)能量守恒得（P_加-P_散） t=cm△t
代入數(shù)據(jù)有：（500W一80W）10×60s=4.2×10³J/（kg.℃）×2kg×△t
解得：△t=30℃，t=t₀+△t=105℃
由此可知，水最終沸騰，即水的最終溫。