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(2013?隴川縣模擬)為了倡導低碳生活,太陽能熱水器被廣泛應用于現代生活中.現有一種太陽能、電能兩用熱水器,晴天時,它用太陽能加熱,能將接收的太陽能的40%轉換為水的內能,如果遇到雨天,可以用電加熱.其名牌見下表:
型號 EWH-80B
額定功率 1500W
額定電壓 220V
容量 125L
外型尺寸 842mm×463mm×415mm
(1)該熱水器最多能裝多少千克的水?
(2)當太陽能熱水器注滿水時,如果在某一時間內獲得的太陽能是5.25×107J,那么可以使水的溫度上升多少攝氏度?
[C=4.2×103J/(kg.℃)]
(3)當用電加熱時,熱水器在額定電壓下工作,將上述同樣質量的水升高相同的溫度,需要多長時間?(假定所消耗的電能全部轉化為水的內能)
分析:(1)已知水的密度和體積,利用ρ=
m
V
可求得熱水器里面水的質量;
(2)知道水的質量、水的比熱容、水吸收的熱量,利用吸熱公式Q=cm△t求水的溫度升高值;
(3)正常工作時熱水器的功率和額定功率相等,根據Q=W=Pt求出同樣質量、初溫的水加熱到同樣的溫度需的時間.
解答:解:(1)∵ρ=
m
V
,V=125L=0.125m3
∴m=ρV=1.0×103kg/m3×0.125m3=125kg;
(2)Q=5.25×107J×40%=2.1×107J,
∵Q=cm△t,
∴水吸熱后溫度升高值:
△t=
Q
cm
=
2.1×107J
4.2×103J/(kg?℃)×125kg
=40℃;
(3)同樣質量、初溫的水加熱到同樣的溫度需的時間:
∵P=
W
t

∴t=
Q
P
=
5.25×107J
1500W
=35000s=9h40min20s.
答;(1)該熱水器最多能裝125千克的水;
(2)那么可以使水的溫度上升40攝氏度;
(3)需要9h40min20s.
點評:本題為一道熱學和電學的綜合計算題,考查了學生對吸熱公式Q=cm△t、密度公式的掌握和運用,從說明書中得到相關信息是本題的關鍵.
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