Question

10．如圖所示是家庭中所用的一種電水壺的外形及其銘牌，請(qǐng)你根據(jù)圖中所提供的信息完成以下問(wèn)題：

（1）圖乙中觀察壺內(nèi)水位的玻璃管是利用連通器原理來(lái)工作．
（2）把初溫為20℃的一滿壺水在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開(kāi)，水需要吸收多少熱量？
（3）在不計(jì)熱量損失的情況下，電水壺正常工作時(shí)燒開(kāi)一滿壺水需要多長(zhǎng)時(shí)間？
（c_水=4.2×10³J/（kg•℃）、g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)連通器的原理可知，壺內(nèi)水位的玻璃管與壺內(nèi)的水位是相平的，通過(guò)觀察玻璃管內(nèi)水位的高低就可判斷壺內(nèi)水位的高低．
（2）已知水壺的容積和水的密度，根據(jù)公式m=ρV求出壺內(nèi)水的質(zhì)量，再利用公式Q=cm△t可求水燒開(kāi)時(shí)吸收的熱量．
（3）在不計(jì)熱量損失的情況下，水吸收的熱量等于消耗的電能，Q=W，水壺的額定功率已知，根據(jù)公式t=$\frac{W}{P}$可求電水壺正常工作時(shí)燒開(kāi)一滿壺水需要的時(shí)間．

解答 解：（1）壺內(nèi)水位的玻璃管是根據(jù)連通器的原理來(lái)工作的．
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可知，裝滿水時(shí)水的質(zhì)量：m=ρv=1.0×10³kg/m³×1.2×10^-3m³=1.2kg；
燒開(kāi)水吸收的熱量：Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg．℃）×1.2kg×（100℃-20℃）=4.032×10⁵J；
（3）不計(jì)熱量損失時(shí)：Q=W；
根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可得，燒開(kāi)一滿壺水的時(shí)間：t=$\frac{Q}{P}$=$\frac{4.032×1{0}^{5}J}{1500W}$≈269s．
答：（1）連通器；
（2）把初溫為20℃的一滿壺水在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開(kāi)，水需要吸收的熱量為4.032×10⁵J；
（3）在不計(jì)熱量損失的情況下，電水壺正常工作時(shí)燒開(kāi)一滿壺水需要的時(shí)間為269s．

點(diǎn)評(píng) 本題考查質(zhì)量、熱量、時(shí)間等的計(jì)算以及連通器的原理，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是知道沒(méi)有熱量損失時(shí)吸收的熱量等于消耗電能釋放的熱量，解題過(guò)程中還要注意單位的換算．