Question

將一個標有“220V400W”字樣的“熱得快”插入體積為0.5升、初溫為20℃的水中，此時由于是用電高峰，實際電壓為210伏，在標準大氣壓下經過9分10秒將水加熱至沸騰，求“熱得快”燒水時的熱效率（不計電阻值隨溫度的變化）．

Answer 1

分析：由熱得快的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據R=

U2

P

求出其電阻；根據Q=

U2

R

t求出在210V的電壓下9分10秒產生的熱量，根據Q=cm△t和m=ρV求出水吸收的熱量，最后根據效率公式求出熱得快燒水時的熱效率．

解答：解：熱得快的電阻：
R=

U 2 額

P額

=

(220V)2

400W

=121Ω，
熱得快在210V的電壓下9分10秒產生的熱量：
Q₁=

U 2 實

R

t=

(210V)2

121Ω

×550s≈2×10⁵J，
水吸收的熱量：
Q₂=cm△t=cρV△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.0×10³kg/m³×0.5×10^-3m³×（100℃-20℃）=1.68×10⁵J，
熱效率：
η=

Q2

Q1

=

1.68×105J

2×105J

=84%．
答：熱得快燒水時的熱效率為84%．

點評：本題考查了電阻、電功、質量、熱量、效率的計算，關鍵是公式及其變形式的靈活應用，是一道難度適中的電學和熱學的綜合題．