Question

8．某電熱水壺容量1.5L 額定電壓220V 額定功率1500W，裝入一滿壺20℃的涼水，通電正常工作6分鐘即被燒開至100℃．已知水的比熱容c=4.2×10³J/（kg•℃） 求：
（1）該過程中水吸收的熱量．
（2）6分鐘內電水壺消耗的電能．
（3）電熱水壺的效率．

Answer 1

分析 （1）一滿壺水的體積和其容積相等，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（t₂-t₁）求出該過程中水吸收的熱量；
（2）電水壺正常工作時的功率和額定功率相等，根據W=Pt求出6分鐘內電水壺消耗的電能；
（3）知道消耗的電能和水吸收的熱量，根據η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出該電熱水壺的效率．

解答 解：（1）水的體積：
V=1.5L=1.5dm³=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，
一標準大氣壓下水的沸點是100℃，則加熱過程中水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×10⁵J；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，6分鐘內電水壺消耗的電能：
W=Pt=1500W×6×60s=5.4×10⁵J；
（3）電熱水壺的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{5.4×1{0}^{5}J}$×100%≈93.3%．
答：（1）該過程中水吸收的熱量為5.04×10⁵J；
（2）6分鐘內電水壺消耗的電能為5.4×10⁵J；
（3）電熱水壺的效率為93.3%．

點評 本題考查了電功與熱量的綜合計算，涉及到吸熱公式和電功公式、效率公式的應用，計算過程要注意單位的換算．