Question

20．在“家電下鄉(xiāng)”的活動(dòng)中，小華家買(mǎi)了一臺(tái)電熱水器，其銘牌如表所示，求：【水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）】

×××快速電熱水器
產(chǎn)品貨號(hào)	產(chǎn)品型號(hào)	額定電壓	額定功率	最大容量
1502	GL-15B	220V	1500W	1.5L

（1）該熱水器中裝滿水，用它將初溫為20℃的水加熱至沸騰（1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），水吸收了多少熱量？
（2）若該熱水器正常工作，熱效率為80%，完成（2）問(wèn)中的加熱過(guò)程，需要多少時(shí)間？

Answer 1

分析 （1）從銘牌知道電熱水器的容積即裝滿水的體積，利用密度公式求水的質(zhì)量；又知道水的溫度升高值和水的比熱容，根據(jù)吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）知道電熱水器的熱效率為80%，即Q_吸=Q_放×80%，可求消耗的電能，又知道電熱水器正常工作，其電功率等于額定功率，再利用W=Pt求加熱時(shí)間．

解答 解：（1）電熱水器裝滿水的體積：
V=1.5L=1.5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.5kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-20℃）
=5.04×10⁵J；
（2）由題知，Q_吸=W×80%，
消耗的電能：
W=$\frac{{Q}_{吸}}{80%}$=$\frac{5.04×{10}^{5}J}{80%}$=6.3×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，加熱時(shí)間：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{6.3×{10}^{5}J}{1500W}$=420s=7min．
答：（1）水吸收了5.04×10⁵J的熱量；
（2）若該電熱水器正常工作，熱效率為80%，完成（2）問(wèn)中的加熱，需要7min．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與實(shí)際生活相聯(lián)系，使學(xué)生覺(jué)得學(xué)了物理有用，計(jì)算時(shí)注意單位換算要正確：1L=1dm³=1×10^-3m³．