Question

小平家新買了一個“暖手寶”其銘牌如右圖所示，關于“暖手寶”內的物質是不是純水的，小平和小宇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；小宇查得水的比熱容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℃．

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）這個過程中消耗的電能是多少？
（2）如果熱效率按98%計算，“暖手寶”內液體吸收的熱量是多少？
（3）“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）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；
（2）根據效率公式求出暖手寶內液體吸收的熱量；
（3）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）這個過程中消耗的電能：
W=Pt=300W×500s=1.5×10⁵J；
（2）暖手寶內液體吸收的熱量：
Q_吸=Wη=1.5×10⁵J×98%=1.47×10⁵J；
（3）∵Q_吸=cm（t-t₀），
∴液體的比熱容：
c=

Q吸

m(t-t0)

=

1.47×105J

0.6kg×(80℃-10℃)

=3.5×10³J/（kg?℃）＜4.2×10³J/（kg?℃），
∴該液體不是水．
答：（1）這個過程中消耗的電能是1.5×10⁵J；
（2）“暖手寶”內液體吸收的熱量是1.47×10⁵J；
（3）“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，是一道較為簡單的計算題．