Question

家庭电路的电压是220V，某空调器处于制冷状态时的功率P₁是2.2Kw，送风状态时的功率P₂是0.22Kw，它们是交替运行的．现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示．
（1）空调器在前5min 内处于什么状态？此时通过它的电流是多少？
（2）在1h内，空调器将消耗的电能是多少度？
（3）若1h内空调器消耗电能的50%用于给电热水器加热10kg的初温20℃的温水，则可以使水温最高达到多少摄氏度？[已知水的比热容：4.2×10³J/]．

Answer

（1）从图象中读出前5min内空调的功率，然后与制冷功率和送风功率比较，与其相等的，则为空调所处的状态；然后利用I=求出此时通过它的电流；
（2）从图象中算出空调在一小时内处于制冷状态时工作的时间，以及送风状态时工作的时间，然后利用W=Pt分别求出空调在两种状态下各消耗的电能，电能之和则为空调一小时消耗的总电能．
（3）由题知，水吸收的热量为消耗电能的50%，求出水吸收的热量，再根据吸热公式求水的末温．
【解析】

（1）由图可知：空调在前5min内，其功率为 P2=0.22kW，因此此时空调处于送风状态；
此时通过它的电流：I===1A．
（2）由图可知：1h内制冷时间：t1=40min=h，t2=20min=h；
则空调消耗的电能：W=P1t1+P2t2=2.2kW×h+0.22kW×h=1.54kW•h．
（3）由题知，水吸收的热量：
Q吸=W×50%=1.54kW•h×50%=1.54×3.6×106J×50%=2.772×106J，
Q吸=cm△t，
△t===66℃，
t=t+△t=20℃+66℃=86℃．
答：（1）空调器在前5min 内处于送风状态；此时通过它的电流是1A；
（2）在1h内，空调器将消耗的电能是1.54度；
（3）可以使水温最高达到86℃．