Question

小林家新買了一個家用電熱水壺，水壺的底部銘牌上標有“220V一50Hz 900W”的字樣，在側面透明的窗口上清晰的標著盛水的最大容量和最小容量“MAX一1.0LMIN-0.5L”．小林對新電熱水壺很感興趣，于是在家里做起了實驗．他把水倒入水壺中至最大容量處，用溫度計測出水的初溫是20℃，通電6min后水燒開了（設當時的氣壓為一標準大氣壓）．根據以上數據，請你計算：
（1）電熱水壺加熱過程中消耗的電能是多少焦？
（2）加熱過程中水吸收的熱量是多少焦？
（3）比較（1）（2）兩問所得的數據，你認為合理嗎？
（4）如果不合理，你認為可能的原因是什么？（寫出一種可能的原因）

Answer 1

解：（1）消耗的電能W=Pt=900W×6×60s=3.24×10⁵J．
答：電熱水壺加熱過程中消耗的電能是3.24×10⁵J．
（2）加熱過程中水吸收的熱量是Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1×10^-3m³×1000kg/m³×10N/kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J．
答：加熱過程中水吸收的熱量是3.36×10⁵J．
（3）如果不考慮熱量散失，消耗的電能完全轉化為內能，二者相等，實際是存在熱量散失的，所以吸收的熱量不可能等于消耗的電能，所以不合理．
（4）①可能是電源電壓較高，實際電壓大于額定電壓，實際功率大于額定功率；
②可能是電水壺上標的最大容量所對的刻度線與實際情況有偏差，所盛水的實際體積小于1.0L；
③可能是水的溫度測量不準，溫度差較大；
④可能是燒水的時間測量有偏差，燒水時間測量較短．
分析：（1）已知電熱水壺的額定功率和加熱時間，根據公式W=Pt可求消耗的電能．
（2）根據公式Q=cm△t可求加熱過程中水吸收的熱量．
（3）比較吸收的熱量和消耗電能的大小，如果消耗的電能等于或大于吸收的熱量，合理，反之不合理．
（4）根據得出的結果進行分析，即可得出結論．
點評：本題考查消耗的電能、吸收的熱量的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是分析出現偏差的原因．