Question

16．如圖甲所示是一種常見的電熱水袋，圖乙是它的結構示意圖，其性能指標如下表所示．請完成下列各題：

額定電壓	額定加熱功率	指示燈功率	袋內充水	自動斷電溫度
220V	500W	≤0.2W	1L	65℃

（1）請你計算電熱水袋中充水的質量．
（2）給它通電，當達到斷電溫度時，水共吸收了2.1×10⁶的熱量，袋內水的初溫是多少？
（3）電熱水袋此次在額定電壓下通電10分鐘指示燈熄滅，則電熱水袋的發(fā)熱效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知水的體積和密度，利用公式m=ρV求水的質量；
（2）已知水吸收的熱量、比熱容，（1）中已經求出水的質量，利用公式Q=cm△t求出水升高的溫度，從表中數(shù)據可知水的末溫，所以水的初溫可利用末溫減去升高的溫度來計算；
（3）電熱水袋在使用的過程中，水吸收的熱量為有用的能量，消耗的電能為總能量，水吸收的熱量已知，消耗的電能可利用公式W=Pt求出，然后利用效率公式求出電熱水袋的發(fā)熱效率．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得：
電熱水袋中充水的質量m=ρV=1000kg/m³×1×10^-3m³=1kg．
（2）由Q=cm△t可得：
袋中水升高的溫度△t=$\frac{Q}{cm}$=$\frac{2.1×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×1kg}$=50℃
由表可得，當達到自動斷電溫度時，袋中水的末溫t=65℃
袋中水的初溫t₀=t-△t=65℃-50℃=15℃；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得：
電熱水袋消耗的電能W=Pt=500W×10×60s=300000J
電熱水袋的發(fā)熱效率η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{2.1×1{0}^{6}J}{300000J}$×100%=70%．
答：（1）電熱水袋中充水的質量1kg．
（2）給它通電，當達到斷電溫度時，水共吸收了2.1×10⁶J的熱量，袋內水的初溫是15℃；
（3）電熱水袋此次在額定電壓下通電10分鐘指示燈熄滅，則電熱水袋的發(fā)熱效率是70%．

點評 此題主要考查學生對于密度、吸熱公式、電功公式以及效率公式的理解和掌握，屬于典型的中考計算題．