Question

【題目】如圖甲是某同學家的水族箱，箱內盛水30L，為了讓熱帶魚有一個舒適的生活環境，箱內裝有一個“220V 200W”的電加熱棒給水加熱，當水溫升到設定值時加熱棒便自動停止工作，待水溫自然冷卻到一定溫度后再次加熱，使箱內水溫穩定在一定范圍之內，水溫隨時間變化圖像如圖乙所示。（c水=4.2×103J/(kg·℃)求：

（1）水族箱內水的質量。

（2）正常工作時，通過電加熱棒的電流（保留兩位小數）。

（3）電加熱棒給水加熱時的效率。

Answer 1

【答案】（1）30kg；（2）0.91A；（3）63%

【解析】

（1）．根據得，30L水的質量為；

m=ρV=1.0×103kg/m3×30×10-3m3=30kg，

（2）．根據得，正常工作時，通過電加熱棒的電流：

；

（3）．如圖，加熱過程中溫度由22℃加熱到28℃，根據Q吸=cm（t-t0）得水吸收的熱量：

Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg℃）×30kg×（28℃-22℃）=7.56×105J；

加熱時間100min內消耗的電能為：

W=Pt=200W×100×60s=1.2×106J，

電加熱棒給水加熱時的效率：

。