Question

電熱水壺是家庭常用的電熱器．小東同學想通過實驗測一只標有“220V 1500W”電熱水壺的效率，他在該壺中裝入2.5kg的水后，將其接入家庭電路并正常工作，在燒水過程中他記錄下了不同時刻水的溫度，并繪制出“溫度──時間”圖線，如圖19所示．請回答：
（1）在AB、BC、CD三段過程中，水溫上升最快的是哪一段？
（2）水在3～12分鐘內吸收的熱量是多少？
（3）該電熱水壺燒開這壺水（即從A到C的過程中）的效率．〔C_水=4.2×10³J/（kg?℃）〕
（4）為了提高電熱水壺的效率，請你提出一條合理化的建議．

Answer 1

解：（1）由圖可以看出，在相同時間里，AB段溫度升高的最大，所以AB段水溫上升最快；
（2）Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃-50℃）=5.25×10⁵J；
（3）由圖可知水的初溫是20℃，從A到C的過程中：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
從A到C的過程中，加熱時間是t=12min=720s，
電流做功：W=Pt=1500W×720s=1.08×10⁶J．
效率為：η===77.8%．
（4）為了提高電熱水壺的效率，要從減小熱量散失入手．可以給壺嘴加蓋．
答：（1）AB段水溫上升最快；
（2）吸收的熱量為5.25×10⁵J；
（3）電熱水壺燒開這壺水（即從A到C的過程中）的效率是77.8%；
（4）給壺嘴加蓋．
分析：（1）取相同時間，比較溫度變化的多少，就知道水溫升的快慢．
（2）由圖可知，水在3～12分鐘水溫升高了48℃，由熱量公式Q_吸=cm（t-t₀）可算出吸收的熱量．
（3）算出從A到C的過程中，水吸收的熱量，由加熱時間和電熱水壺的功率算出消耗的電能，二者之比即可算出效率．
（4）為了提高電熱水壺的效率，要從減小熱量散失入手．
點評：本題只知道熱量公式Q_吸=cm（t-t₀），細心審題作答是不難的．