Question

某學校辦公樓安裝了一臺電熱開水器，開水器銘牌上標有：水箱容量40L，額定電壓220V，額定功率6Kw．如果開水器的效率為80%，水箱中水的初溫是20℃，外界大氣壓是1標準大氣壓．
（1）燒開滿滿一箱水，水吸收了多少熱量？
（2）開水器正常工作多長時間可以把水燒開？
（3）現在有些城市小區的各戶安裝了分時電表（用電高峰期和非高峰期分開計數，分別計價），用電高峰期電費價格高于非用電高峰期電費價格．試分析這樣做的好處．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道水的體積，利用密度公式求水的質量，又知道水的比熱容、水的初溫和末溫（一個標準大氣壓水的沸點為100℃），利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）要供給這些熱量，知道電熱水器的電功率P和熱效率，利用Q_吸=W×80%求消耗的電能，再利用電功率公式求電熱水器工作時間．
（3）用電高峰期和非高峰期分開計數，分別計價，可以緩解高峰電力緊張矛盾，選擇合適時間用電節省電費．
解答：解：水的質量：
m=ρV=1×10³kg/m³×40×10^-3m³=40kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t  
=4.2×10³J/（kg?℃）×40kg×（100℃-20℃）
=1.344×10⁷J；
（2）由題知，Q_吸=W×80%，
消耗的電能：
W===1.68×10⁷J，
電熱水器工作時間：
t===2800s．
（3）這樣可以緩解用電高峰時的電力緊張．
答：（1）燒開滿滿一箱水，水吸收了1.344×10⁷J的熱量；
（2）開水器正常工作2800s可以把水燒開；
（3）緩解用電高峰時的電力緊張．
點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題，與生活密切聯系，要求靈活運用吸熱公式和電功率公式，注意40L≠40kg，必須利用密度公式求解．