Question

如圖是曉琳家的水族箱，箱內(nèi)盛水40L，為了讓熱帶魚(yú)有一個(gè)舒適的生活環(huán)境，箱內(nèi)裝有一個(gè)“220V 200W”的電加熱棒給水加熱，當(dāng)水溫升到設(shè)定值時(shí)加熱棒便自動(dòng)停止工作，待水溫自然冷卻到一定溫度后再次加熱，使箱內(nèi)水溫穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)，水溫隨時(shí)間變化圖象如圖乙所示．（ρ_水=1.0×10³kg/m³     C_水=4.2×10³J/（kg•℃））求：

（1）水族箱內(nèi)水的質(zhì)量．

（2）正常工作時(shí)，通過(guò)電加熱棒的電流．（保留一位小數(shù)）

（3）電加熱棒給水加熱時(shí)的效率．

Answer 1

解：（1）水的體積：

V=40L=0.04m³，

水族箱內(nèi)水的質(zhì)量：

m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.04m³=40kg；

（2）由P=UI可得，正常工作時(shí)，通過(guò)電加熱棒的電流：

I==≈0.9A；

（3）由圖可知，加熱過(guò)程中溫度由22℃加熱到28℃，加熱時(shí)間為100min，

水吸收的熱量：

Q_吸=cm（t﹣t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×（28℃﹣22℃）=1.008×10⁶J，

消耗的電能：

W=Pt=200W×100×60s=1.2×10⁶J，

電加熱棒給水加熱時(shí)的效率：

η=×100%=×100%=84%．

答：（1）水族箱內(nèi)水的質(zhì)量為40kg；

（2）正常工作時(shí)，通過(guò)電加熱棒的電流為0.9A；

（3）電加熱棒給水加熱時(shí)的效率為84%．