Question

小王家新買的電熱淋浴器的銘牌如右表所示．小王按說明要求給淋浴器裝滿水，通電50min，觀察到淋浴器上溫度計示數由23℃上升到45℃，求：

額定電壓	220V
頻率	50Hz
輸入功率	1600W
水箱容積	50L
防觸電保護類別	XX

（1）（在加熱過程中，水箱中水吸收的熱量是多少焦？[C_水=4.2×10³ J/（kg?℃）]
（2）電熱淋浴器加熱過程中，通過的電流是多大？消耗的電能是多少焦？
（3）比較（1）（2）兩問計算結果，你認為違背能量守恒嗎？為什么？既然自然界中能量是守恒的，那為什么還會出現能源危機？

Answer 1

分析：（1）知道水箱的容積，利用密度公式求水的質量，根據公式Q_吸=cm△t求水箱中水吸收的熱量；
（2）由電熱淋浴器的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據P=UI求出通過電熱淋浴器的電流，根據W=Pt求出消耗的電能；
（3）根據計算結果比較，沒有違背能量守恒，因為能量有散失；

解答：解：（1）水箱里水的體積：V=50L=0.05m³，
根據ρ=

m

V

可得：
水箱里水的質量m=ρv=1.0×10³kg/m³×0.05m³=50kg，
水箱中水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×50kg×（45℃-23℃）=4.62×10⁶J；
（2）根據P=UI可得：
電熱淋浴器加熱過程中通過的電流I=

P

U

=

1600W

220V

≈7.27A，
消耗的電能：
W=Pt=1600W×50×60s=4.8×10⁶J；
（3）電熱水器消耗的電能沒有被水全部吸收，有部分能量散失了，水箱也吸收了部分熱量，不違背能量守恒定律；
能量和能源是不能等同的，雖然能量守恒，我們人類只能夠利用能源，并不是所有的能量都可以為人類利用．但能源是有限的，不可再生的，如垃圾也有能量卻不能利用．
答：（1）在加熱過程中，水箱中水吸收的熱量是4.62×10⁶J；
（2）電熱淋浴器加熱過程中，通過的電流約為7.27A，消耗的電能是4.8×10⁶J；
（3）有，有部分能量損失了，水箱也吸收了部分熱量；
能量和能源是不能等同的，雖然能量守恒，我們人類只能夠利用能源，并不是所有的能量都可以為人類利用．但能源是有限的，不可再生的，如垃圾也有能量卻不能利用．

點評：本題考查了質量、熱量、電功、電流的基本運算，銘牌參數含義的掌握和應用是解決本題的關鍵，明白能量守恒和能源危機的概念是解決本題的難點．