Question

小刚同学家新买了一台电热水器，他发现铭牌上有一些数据如表所示

型号	PCD-H40II
容积	20L
额定最高温度	75℃
额定电压	220V
额定功率	1.1KW
额定内压	0.75MPa

（1）用该热水器把20kg的水从20℃加热到40℃，水吸收的热量为多少？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃），不考虑电阻随温度变化]
（2）若在用电高峰时，电路上的实际电压只有200V，热水器加热（1）中的水需要38.5min，这些时间会消耗多少电能？
（3）前两问中，热水器加热时的效率是多少？
（4）我国用电量逐年增长，如何缓解这种压力呢？请你提出两个好的建议．

Answer 1

解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×20kg×（40℃-20℃）=1.68×10⁶J；
（2）电热水器的电阻：
R===44Ω，
电热水器的实际功率：
P_实际===W，

电热水器消耗的电能：
W=P_实际t=W×38.5×60s=2.1×10⁶J；
（3）热水器加热时的效率：
η=×100%=×100%=80%；
答：（1）水吸收的热量为1.68×10⁶J；
（2）电热水器消耗的电能是2.1×10⁶J；
（3）电热水器的效率是80%；
（4）为缓解用电压力，可使用节能电器，建立更多的水力、风力、太阳能电站等．
分析：（1）已知水的质量20kg，初温20℃，末温40℃，根据Q_吸=cm（t-t₀）可直接求出水吸收的热量；
（2）先根据电热水器的额定电压和额定功率求出电热水器的电阻，再由实际电压和电阻求出实际功率，然后根据W=Pt求出电热水器消耗的电能；
（3）水吸收的热量和电热水器消耗的电能已求出，根据η=×100%求出热水器加热时的效率；
（4）为缓解用电压力，可从节约用电，建立更多的水力、风力、太阳能电站方面考虑．
点评：本题是一道热学和电学综合题，热量的计算比较基本；要注意电压改变，电功率要变，我们认为电阻是不变的；在计算电热水器的效率时，要分清被有效利用的能量和总能量．