Question

6．如圖所示是某電熱水袋內部電路的示意圖，L是指示燈，R是加熱電阻，阻值為100Ω．某次給熱水袋加熱，通過電阻R的電流為2A，通電7min，水溫由l8℃升高到50℃．熱水袋內水的質量是1kg，水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃）．試求：
（1）水吸收的熱量是多少？
（2）加熱過程中，電阻R產生的熱量是多少？
（3）熱水袋加熱水的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道水的質量、比熱容、水的初溫和末溫，利用Q_吸=cm（t-t₀）求水吸收的熱量（有用能量）；
（2）知道加熱電阻的阻值和通過的電流，利用焦耳定律求電阻R產生的熱量（總能量）；
（3）利用效率公式求熱水袋加熱水的效率．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（50℃-18℃）=1.344×10⁵J；
（2）加熱過程中，電阻R產生的熱量：
Q=I²Rt=（2A）²×100Ω×420s=1.68×10⁵J；
（3）熱水袋加熱水的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{Q}$=$\frac{1.344×1{0}^{5}J}{1.68×1{0}^{5}J}$×100%=80%．
答：（1）水吸收的熱量是1.344×10⁵J；
（2）加熱過程中，電阻R產生的熱量是1.68×10⁵J；
（3）熱水袋加熱水的效率是80%．

點評 本題考查了吸熱公式、焦耳定律公式和效率公式的應用，屬于基礎題目．