Question

5．如圖所示為家用電能表，為測試某款電熱水壺的工作性能，將該電熱水壺單獨接在電路中．給水壺注入1.5L溫度為20℃的水，加熱到剛好沸騰，在這段時間內發現如圖所示電能表的轉盤轉了108轉．（已知C_水=4.2×10³J/（kg℃） ）
計算：
（1）水吸收的熱量
（2）該熱水壺的加熱效率．

Answer 1

分析 （1）知道水的體積，根據m=ρV求出水的質量，又知道水的初溫、末溫以及比熱容，根據Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）已知電路每消耗1kW•h的電能，表盤就轉過720r，據此可求轉盤轉108轉消耗的電能，根據η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出該熱水壺的加熱功率．

解答 解：（1）水的體積：
V=1.5L=1.5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.5kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×10⁵J；
（2）轉盤轉108轉消耗的電能：
W=$\frac{108}{720}$kW•h=0.15kW•h=5.4×10⁵J，
該熱水壺的加熱功率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{5.4×1{0}^{5}J}$×100%≈93.3%．
答：（1）水吸收的熱量5.04×10⁵J；
（2）該熱水壺的加熱效率為93.3%．

點評 本題考查了密度公式和吸熱公式、效率公式的靈活運用，要注意水的沸點為100℃，明白電能表參數的含義是關鍵．