Question

在學校開展“節約用電”的調查活動中，李明同學對家中一把額定功率為1500W的電茶壺（發熱管設置在壺內）的熱效率進行了探究．他用電茶壺裝了3kg的水，測出水的溫度為18℃．接通電路后讓茶壺在額定電壓下正常工作，經過12min57s的時間，水開始沸騰，測得水沸騰的溫度為92℃．請你根據以上測量數據幫助李明計算和分析：
（1）從開始加熱到水沸騰，水所吸收的熱Q₁；
（2）從開始加熱到水沸騰，發熱管放出的熱Q₂；
（3）這把電茶壺的效率；
（4）分析加熱過程中發生熱量損失的兩種原因．[c_水=4.2×10³/]．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道水的質量、水的初溫和末溫、水的比熱容，利用吸熱公式求水吸收的熱量（有用能量）；
（2）知道電茶壺的額定功率（正常工作時的電功率），利用Q=W=Pt求發熱管放出的熱量（總能量）；
（3）求出了水吸收的熱量、發熱管放出的熱量，利用效率公式求電茶壺的效率；
（3）熱損失：①熱散失，散失到空氣中；②電茶壺吸熱．
解答：解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t）
=4.2×10³J/（kg?℃）×3kg×（92℃-18℃）
=9.324×10⁵J；
（2）∵電茶壺正常工作，
∴P=P_額=1500W，
t=12min57s=777s，
發熱管放出的熱量：
Q=W=Pt=1500W×777s=1.1655×10⁶J；
（3）電茶壺的效率
η===80%；
（3）加熱過程中發生熱量損失的兩種原因：①壺自身要吸收部分熱量，②一部分熱量散發到空氣中．
答：（1）水吸收的熱量是9.324×10⁵J；
（2）從開始加熱到水沸騰，發熱管放出的熱量為1.1655×10⁶J；
（3）這把電茶壺的效率是80%；
（4）壺自身要吸收部分熱量，一部分熱量散發到空氣中．
點評：本題考查了學生對吸熱公式、電功率公式、效率公式的掌握和運用，要求靈活選用公式．