王芳把容积为2L的电水壶装满水后接入家庭电路中.已知水初温为20℃,电水壶额定功率为1000W,经过15分钟壶中水烧开了(在一标准大气压下,不计热量损失和水量减少).则壶中水吸收的热量为 J,电水壶的效率为 .
【答案】
分析:(1)已知水的比热容、质量和初温、末温,根据公式Q
吸=cm△t求水吸收的热量(有用能量);
(2)根据W=Pt求电热水壶烧开一壶水所消耗的电能(总能量),利用效率公式求电热水壶的加热效率.
解答:解:(1)水的质量:
m=ρV=1×10
3kg/m
3×2×10
-3m
3=2kg,
水吸收的热量:
Q
吸=cm△t=4.2×10
3J/(kg?℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×10
5J;
(2)烧开水消耗的电能:
W=Pt=1000W×15×60s=9×10
5J,
η=
×100%=
×100%≈74.7%.
故答案为:6.72×10
5;74.7%.
点评:本题是一道电学与热学的综合应用题,与实际生活相联系,使学生觉得学了物理有用,计算时注意2L≠2kg,必须利用密度公式计算.