Question

7．電熱水壺如圖甲所示，小亮對電熱水壺做了細(xì)致的觀察，在壺體外側(cè)靠近壺把處有一透明有機玻璃管，下部與壺體相通，當(dāng)向壺內(nèi)注水時，有機玻璃管里也會出現(xiàn)水柱，壺底銘牌如圖乙所示．
（1）透明有機玻璃管與壺體構(gòu)成一個連通器．
（2）若小亮按壺的額定容量裝水，把水由60℃加熱到100℃，請計算壺內(nèi)水吸收的熱量．[已知水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃）]
（3）若小亮按壺的額定容量裝水，把水由60℃加熱到100℃，電熱水壺在額定電壓下工作了4min，依據(jù)銘牌上提的信息，請計算電熱水壺耗電多少？
（4）請計算電熱水壺的熱效率．

Answer 1

分析 （1）上端開口、下部相連通的容器叫連通器；連通器內(nèi)的液體不流動時，各容器中的液面就是相平的．
（2）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（3）知道電熱壺在額定電壓下工作，電熱壺的實際功率為額定功率，由銘牌知道電熱壺的額定功率，利用W=Pt求消耗的電能；
（4）使用電熱壺時水吸收的熱量為有用能量，消耗的電能為總能量，利用效率公式求電熱壺的熱效率．

解答 解：（1）透明有機玻璃管與壺體構(gòu)成了一個連通器，水不流動時，水面是相平的，我們通過觀察玻璃管中水位的高低就可以知道壺內(nèi)水的多少，及時加水．
（2）壺內(nèi)水的體積：
V=1.2L=1.2×10^-3m³，
壺內(nèi)水的質(zhì)量：m=ρV=1×10³kg/m³×1.2×10^-3m³=1.2kg，
水吸收的熱量：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.2kg×（100℃-60℃）=2.016×10⁵J；
（3）電熱水壺在額定電壓下，P=P_額=1000W，
在額定電壓下工作4分鐘消耗電能：W_電=Pt=1000W×4×60s=2.4×10⁵J；
（4）電熱水壺的熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{W}_{電}}$×100%=$\frac{2.016×1{0}^{5}J}{2.4×1{0}^{5}J}$×100%=84%．
答：（1）連通器；
（2）壺內(nèi)水吸收的熱量為2.016×10⁵J；
（3）電熱水壺在額定電壓下工作了4分鐘耗電2.4×10⁵J；
（4）電熱水壺的熱效率為84%．

點評 本題考查了學(xué)生對密度公式、吸熱公式、電功率的公式、效率的公式的了解與掌握，涉及到連通器的使用，知識點多、聯(lián)系實際生活，屬于中考常見題型．