Question

11．某電水壺的銘牌信息如圖所示，電水壺在標準大氣壓下工作．已知c_水=4.2×10³J/（kg•℃）電水壺裝滿初溫20℃的水時，將水燒開．求：
①水吸收的熱量是多少？
②電水壺燒水過程中的能量轉化效率為80%，求電水壺燒開水的時間．
③請寫出提高電熱水壺效率的方法．

Answer 1

分析 （1）知道水的質量、水的比熱容、水的初溫和末溫（在標準大氣壓下，水的沸點為100℃），根據Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）根據η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出消耗的電能，利用P=$\frac{W}{t}$求出電水壺燒開水的時間；
（3）要想提高電熱水壺的效率，應減小熱量的散失，故可以從保溫等方面進行分析．

解答 解：①水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
②由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%可得，消耗的電能：
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{80%}$=8.4×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，電水壺燒開水的時間：
t₁=$\frac{W}{P}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{2000W}$=420s；
③要想提高電熱水壺的比熱，應減小熱量的散失，故可以為壺嘴加上蓋子或及時清除水垢．
答：①水吸收的熱量是6.72×10⁵J；
②電水壺燒開水的時間為420s；
③為壺嘴加上蓋子（或及時清除水垢）．

點評 本題是一道電學和熱學的綜合計算題，涉及到熱量和效率、電功的計算，與生活相連，使學生覺得學了物理有用．