Question

【題目】“吃火鍋”是人們喜愛的一種飲食方法。火鍋里裝有2L、60℃的水，要把這些水加熱到100℃，求：

（1）水吸收了多少J的熱量？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]

（2）若由阻值為24.2Ω的電熱絲接入家庭電路來加熱，使鍋內的水由60℃加熱到100℃， 且電熱絲產生熱量的80%被水吸收，則電熱絲需正常工作多長時間？

Answer 1

【答案】（1）3.36×105 J；（2）210s

【解析】

試題分析：（1）鍋中水的體積V=2L=2×10-3 m3 ，

由ρ=m/V得，水的質量：m=ρV=1.0×103 kg/m3 ×2×10-3 m3 =2kg，

水吸收的熱量：Q吸 =cm（t-t0 ）=4.2×103 J/（kg℃）×2kg×（100℃-60℃）=3.36×105 J，

（2）由η=Q吸/Q放得，電熱絲產生的熱量：Q放 =Q吸/η=3.36×105J/80%=4.2×105 J，

電熱絲消耗的電能：W電 =Q放 =4.2×105 J，

電熱絲的功率：P=U2/R=(220V)2/24.2Ω=2000W，

由P=W/t得，工作時間：t=W電/P=4.2×105J/2000W=210s