Question

在学校开展“节约用电”的调查活动中，李明同学对家中一把额定功率为1500W的电茶壶（发热管设置在壶内）的热效率进行了探究．他用电茶壶装2kg的水，测出水的温度为20℃．接通电路后让茶壶在额定电压下正常工作，经过10min的时间，水开始沸腾，测得水沸腾的温度为90℃．请你根据以上测量数据帮助李明计算和分析：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）这把电茶壶的效率是多少？
（3）分析加热过程中发生热量损失的两种原因．

Answer 1

分析：（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量（有用能量）；
（2）知道电茶壶的额定功率（正常工作时的电功率），利用W=Pt求实际消耗的电能（总能量），利用效率公式求电茶壶的效率；
（3）热损失：①热散失，散失到空气中；②电茶壶吸热．

解答：解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（90℃-20℃）
=5.88×10⁵J；
答：水吸收的热量是5.88×10⁵J．
（2）∵电茶壶正常工作，
∴P=P_额=1500W，
消耗的电能：
W=Pt=1500W×600s=9×10⁵J，
电茶壶的效率
η=

Q吸

W

=

5.88×105J

9×105J

≈65.33%；
答：这把电茶壶的效率是65.33%．
（3）加热过程中发生热量损失的两种原因：①壶自身要吸收部分热量，②一部分热量散发到空气中．

点评：本题考查了学生对吸热公式、电功率公式、效率公式的掌握和运用，要求灵活选用公式．