Question

小亮和爸爸外出旅游入住興凱湖賓館，房間內漂亮、精致的電熱水壺引起了小亮的興趣，電熱水壺如圖甲所示，小亮對電熱水壺做了細致的觀察，在壺體外側靠近壺把處有一透明有機玻璃管，下部與壺體相通，如圖乙所示，當向壺內注水時，有機玻璃管里也會出現水柱，壺底銘牌如圖丙所示．

（1）透明有機玻璃管與壺體構成一個

 

．
（2）若小亮按壺的額定容量裝水，把水由20℃加熱到100℃，請計算壺內水吸收的熱量．[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20℃加熱到100℃，電熱水壺在額定電壓下工作了5分鐘，依據銘牌上提的信息，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水的多少，及時加水．
（2）壺內水的體積：
v=1.2L=1.2×10^-3m³，
壺內水的質量：
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℃-20℃）=4.032×10⁵J；
（3）電熱水壺在額定電壓下，P=P_額=1500W，
在額定電壓下工作5分鐘消耗電能：
W_電=Pt=1500W×5×60s=4.5×10⁵J；
（4）電熱水壺的熱效率：
η=

Q吸

W電

×100%=

4.032×105J

4.5×105J

×100%=89.6%．
答：（1）透明有機玻璃管與壺體構成一個連通器；
（2）壺內水吸收的熱量為4.032×10⁵J；
（3）電熱水壺在額定電壓下工作了5分鐘耗電4.5×10⁵J；
（4）電熱水壺的熱效率為89.6%．

點評：本題考查了學生對密度公式、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、聯系實際生活，屬于中考常見題型．注意1.2L水和1.2kg水一樣多，但不能寫成1.2L=1.2kg，必須利用密度公式計算．