Question

下圖是SD-6全自動(dòng)豆?jié){機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖．下表是銘牌．

制漿過程：將90g泡好的黃豆裝入濾杯內(nèi)，再先往制漿杯內(nèi)加入1000mL的水；
第一步加熱：接通電源，加熱管開始加熱，加熱6min杯內(nèi)水溫升至80℃；
第二步打漿：加熱停止，電機(jī)開始打漿．按工作10s停8s方式循環(huán)，經(jīng)1.2min停止
第三步再加熱：打漿結(jié)束后，加熱管繼續(xù)加熱，加熱3min豆?jié){由80℃升溫至100℃．
根據(jù)以上信息計(jì)算：
（1）在“第三步再加熱”的過程中，豆?jié){吸收的熱量（設(shè)豆?jié){與水的比熱容相等）．
（2）豆?jié){機(jī)在“加熱--打漿--再加熱”的全過程中共消耗的電能．
（3）根據(jù)上面信息你還能計(jì)算哪些物理量？

Answer 1

分析：豆?jié){機(jī)具有打漿和加熱兩個(gè)功能，在第三步加熱過程中豆?jié){吸收的熱量可利用比熱公式算出，在整個(gè)工作過程中消耗的總電能是打漿過程消耗電能W₁=P₁t₁和加熱過程消耗電能W₂=P₂t₂之和，題中第3問我們還可計(jì)算，豆?jié){機(jī)電熱絲電阻R=

U2

P2

，加熱時(shí)的工作電流I=

P2

U

，加熱時(shí)的熱效率η=

Q豆?jié){

Q電產(chǎn)

等．

解答：解：（1）水的體積：V=1000×10^-6m³
水的質(zhì)量：m₁=ρv=1.0×10³kg/m³×1000×10^-6m³=1kg
豆?jié){的質(zhì)量：m=m₁+m₂=1kg+0.09kg=1.09kg
豆?jié){吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg？℃）×1.09kg×（100℃-80℃）=9.156×10⁴J 
答：在“再加熱”的過程中，豆?jié){吸收的熱量是：9.156×10⁴J；
（2）豆?jié){機(jī)第一次加熱消耗的電能：W₁=P₁t₁=600W×6×60s=2.16×10⁵J
豆?jié){機(jī)第三次加熱消耗的電能：W₂=P₁t₂=600W×3×60s=1.08×10⁵J
電機(jī)工作時(shí)間：t₃=

10s

10s+8s

×1.2×60s=40s
豆?jié){機(jī)打漿消耗電能：W₃=P₂t₃=260W×40s=1.04×10⁴J
豆?jié){機(jī)消耗的總電能：W=W₁+W₂+W₃=2.16×10⁵J+1.08×10⁵J+1.04×10⁴J=3.344×10⁵J
答：豆?jié){機(jī)在全過程中，共消耗電能是：3.344×10⁵J．
（3）豆?jié){機(jī)加熱絲電阻
R=

U2

P2

=

(220V)2

600W

=80.7Ω．
豆?jié){機(jī)加熱時(shí)工作電流
I=

P2

U

=

600W

220V

=2.7A．
豆?jié){機(jī)第三步加熱時(shí)的熱效率
η=

Q吸

P2t

=

9.15×104J

600W×180s

=85%．

點(diǎn)評：本題考查吸收熱量的計(jì)算，消耗電能的計(jì)算，電阻、電流的計(jì)算以及熱效率的計(jì)算．