Question

每當冬季或陰雨天氣，因日照時間短，太陽能熱水器的水達不到所需溫度、為此人們研制了太陽能、電能兩用熱水器、大鵬家最近就安裝一臺這樣的兩用熱水器，如圖所示，銘牌如下：

XX牌熱水器
型號V-55	額定容積100L
額定電壓220V	額定頻率50Hz
額定功率1500W	防水等C

（1）太陽能熱水器貯滿水，水溫從20℃加熱到50℃時需要吸收多少熱量？（1L=10^-3m³）．
（2）大鵬將水箱裝滿水，只使用電加熱器將水從20℃加熱到 50℃時，需加熱器正常工作多長時間？（設電能全部轉化為熱能）
（3）在上述（2）情況下，加熱器正常工作實際用了3小時，則此熱水器的效率為多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）從銘牌知道水的體積，利用密度公式求水的質量，又知道水的初溫和末溫，利用吸熱公式求出水吸收的熱量；
（2）求出了水吸收的熱量，由題知電能全部轉化為熱能，即Q_吸=W_電，從銘牌中知道熱水器的額定功率，因為熱水器正常工作，加熱功率P=P_額，再利用P=求加熱時間；
（3）水吸收的熱量為有用能量，加熱器正常工作3h消耗的電能為總能量，利用效率公式求熱水器的效率．
解答：解：（1）熱水器貯滿水時水的質量：
m=ρv=1×10³kg/m³×100×10^-3m³=100kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×（50℃-20℃）=1.26×10⁷J；
（2）若電能全部轉化為熱能，即Q_吸=W_電，
∵熱水器正常工作，
∴P=P_額=1500W，
加熱時間：
t===8400s=140min；
（3）加熱器正常工作3小時產生的熱量：
Q=W=Pt′=1500W×3×3600s=1.62×10⁷J；
熱水器的效率：
η==≈77.8%．
答：（1）太陽能熱水器貯滿水，水溫從20℃加熱到50℃時需要吸收1.26×10⁷J；
（2）需加熱器正常工作140min；
（3）此熱水器的效率約為77.8%．
點評：本題考查了學生對密度公式、吸熱公式、效率公式、電功率公式的掌握和運用，計算時注意單位統(tǒng)一；在求取熱水器的效率時，要搞清所求出的兩個熱量的關系，明確水吸收的熱量占放出的總熱量的比，就是熱水器的效率．