Question

在學校開展“節(jié)約用電”的調(diào)查活動中，李明同學對家中一把額定功率為1 500 W的電水壺(發(fā)熱管設置在壺內(nèi))的熱效率進行了探究。他用電水壺裝了3 kg的水，測出水的溫度為18 ℃。接通電路后讓水壺在額定電壓下正常工作，經(jīng)過12 min57 s的時間，水開始沸騰，測得水沸騰的溫度為92 ℃。

請你根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)幫助李明計算和分析：

(1)從開始加熱到水沸騰，水所吸收的熱量Q₁；

(2)從開始加熱到水沸騰，發(fā)熱管放出的熱量Q₂；

(3)這把電水壺的效率η；

(4)分析加熱過程中熱量損失的兩種原因�！瞔_水=4.2×10³ J/(kg·℃)〕

Answer 1

答案：
解析：

思路解析：（1）水吸收的熱量根據(jù)Q吸=cmΔt可求得。(其中c、m、Δt已知) （2）發(fā)熱管功率已知，加熱時間知道，則根據(jù)Q=I2Rt=Pt可求得。 （3）由于電水壺加熱時，會對周圍散熱，電熱只有一部分被水吸收，效率的含義是“有用的熱量與總熱量之比”，有用的熱量即水吸收的熱量；總熱量即電流產(chǎn)生的熱量，電茶壺效率η=Q吸/Q放×100%。 （4）加熱過程中，容器溫度高，向周圍散熱；電水壺自身會吸收一部分熱；容器不密閉，水汽化帶走一部分熱量。 答案：(1)m水=3 kg，t0=18 ℃，t=92 ℃ 根據(jù)Q吸=cm（t-t0）得 Q吸=4.2×103 J/(kg·℃)×3 kg×(92 ℃-18 ℃)=9.324×105 J。 (2)電水壺加熱時間t=12 min57 s=777 s。 根據(jù)Q放=I2Rt=Pt，得 Q放=1 500 W×777 s=1 165 500 J。 (3)根據(jù)的η含義η=W有用/W總= Q吸/Q放=9.324×105 J/（1.165 5×106 J）=80%。 (4)見思路解析