Question

17．家庭電路的電壓是220V，某空調器處于制冷狀態(tài)時的功率P₁，送風狀態(tài)時的功率P₂是0.22Kw，它們是交替運行的，現(xiàn)測得此空調器在某時段內的電功率隨時間變化的關系如圖所示．
（1）空調器在前5min　內處于什么狀態(tài)？此時通過它的電流是多少？
（2）在1h內，空調器消耗的電能是多少度？
（3）在1h內，空調器消耗的電能全部使用煤燃燒，需要消耗多少千克的煤？
（假設煤完全燃燒q_煤=3.4×10⁷J/kg，1kWh=3.6×10⁶J）

Answer 1

分析 （1）從圖象中讀出前5min內空調的功率，然后與制冷功率和送風功率比較，與其相等的，則為空調所處的狀態(tài)；然后利用I=$\frac{P}{U}$求出此時通過它的電流；
（2）從圖象中算出空調在一小時內處于制冷狀態(tài)時工作的時間，以及送風狀態(tài)時工作的時間，然后利用W=Pt分別求出空調在兩種狀態(tài)下各消耗的電能，電能之和則為空調一小時消耗的總電能．
（3）煤燃燒產生的熱量等于空調器消耗的電能，應用燃燒值公式可以求出消耗的煤的質量．

解答 解：（1）由圖可知：空調在前5min內，其功率為 P₂=0.22kW，因此此時空調處于送風狀態(tài)；
此時通過它的電流：I=$\frac{{P}_{2}}{U}$=$\frac{0.22×1000W}{220V}$=1A．
（2）由圖可知：1h內制冷時間：t₁=40min=$\frac{2}{3}$h，t₂=20min=$\frac{1}{3}$h；
則空調消耗的電能：W=P₁t₁+P₂t₂=2.2kW×$\frac{2}{3}$h+0.22kW×$\frac{1}{3}$h=1.54kW•h．
（3）煤完全燃燒產生的熱量等于空調器消耗的電能：W=Q=qm，
煤的質量：m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{W}{q}$=$\frac{1.64×3.6×1{0}^{6}J}{3.4×1{0}^{7}J/kg}$≈0.16kg；
答：（1）空調器在前5min 內處于送風狀態(tài)；此時通過它的電流是1A；
（2）在1h內，空調器將消耗的電能是1.54度；
（3）在1h內，空調器消耗的電能全部使用煤燃燒，需要消耗0.16千克的煤．

點評 本題考查了歐姆定律及應用、吸熱公式及變形公式的應用、以及電功的計算，能從圖中得出相關信息是解答本題的關鍵所在．