Question

一家用電熱水器的銘牌如表所示，根據銘牌提供的信息，求：（水的比熱容c_水=4.2×10³J/（kg?℃））
（1）將該電熱水器裝滿水后進行加熱，使水溫由20℃升高到60℃，水吸收的熱量．
（2）在（1）所述過程中，若電熱水器正常工作，且電熱絲產生的熱量有80%被水吸收，加熱所需要的時間有多長？

Answer 1

分析：（1）從銘牌知道電熱水器的容積即裝滿水的體積，利用密度公式求水的質量；又知道水的溫度升高值和水的比熱容，根據吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）知道電熱絲產生的熱量有80%被水吸收，即Q_吸=Q_放×80%，可求電熱絲產生的熱量；知道電熱水器正常工作，其電功率等于額定功率，再利用Q_放=W=Pt求加熱時間．

解答：解：（1）電熱水器裝滿水的體積：
v=12L=12×10^-3m³，
水的質量：
m=ρ_水v=1×10³kg/m³×12×10^-3m³=12kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg?℃）×12kg×（60℃-20℃）
=2.016×10⁶J；
（2）由題知，Q_吸=Q_放×80%，
電熱絲產生的熱量：
Q_放=

Q吸

80%

=

2.016×106J

80%

=2.52×10⁶J，
∵電熱水器正常工作，
∴P=P_額=2kW=2000W，
又∵Q_放=W=Pt=2.52×10⁶J，
∴加熱時間：
t=

2.52×106J

P

=

2.52×106J

2000W

=1260s=21min．
答：（1）水溫由20℃升高到60℃吸收的熱量為2.016×10⁶J；
（2）加熱所需要的時間21min．

點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題，與實際生活相聯系，使學生覺得學了物理有用，計算時注意單位換算要正確：1L=1dm³=1×10^-3m³．