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18.某品牌的电热水壶的铭牌如表所示,试求:
额定电压/V220
额定功率/W2000
容积/L1.5
热效率84%
(1)在一个标准大气压下,将1.5L、20℃的水烧开,水需要吸收的热量是多少?
(2)在一个标准大气压下,电热水壶正常工作需要多长时间才能将1.5L、20℃的水烧开?

分析 (1)在标准大气压下水的沸点是100℃,知道水的体积,根据m=ρV求出水的质量,知道水的比热容、初末温,根据Q=cm(t-t0)求出水吸收的热量;
(2)根据效率公式求出消耗的电能,电热水壶正常工作实际功率等于额定功率,再利用t=$\frac{W}{P}$求出加热时间.

解答 解:
(1)水的体积:
V=1.5L=1.5×10-3m3
由ρ=$\frac{m}{V}$可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg,
在标准大气压下水的沸点是100℃,水吸收的热量:
Q=cm(t-t0
=4.2×103J/(kg•℃)×1.5kg×(100℃-20℃)
=5.04×105J,
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{W}_{电}}$可得,消耗的电能:
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{84%}$=6×105J,
电热水壶正常工作,P=P=2000W,
由P=$\frac{W}{t}$可得,加热时间:
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{6×1{0}^{5}J}{2000W}$=300s=5min.
答:(1)在一个标准大气压下,将1.5L、20℃的水烧开,水需要吸收的热量是5.04×105J;
(2)在一个标准大气压下,电热水壶正常工作需要5min才能将1.5L、20℃的水烧开.

点评 本题考查了电功与热量的综合计算,涉及到电功率公式、吸热公式、密度公式、效率公式的灵活应用,关键是知道在标准大气压下水的沸点是100℃和用电器正常工作时的功与额定功率相等.

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