Question

小林家新买了一个家用电热水壶，水壶的底部铭牌上标有“220V一50Hz 900W”的字样，在侧面透明的窗口上清晰的标着盛水的最大容量和最小容量“MAX一1.0LMIN-0.5L”．小林对新电热水壶很感兴趣，于是在家里做起了实验．他把水倒入水壶中至最大容量处，用温度计测出水的初温是20℃，通电6min后水烧开了（设当时的气压为一标准大气压）．根据以上数据，请你计算：
（1）电热水壶加热过程中消耗的电能是多少焦？
（2）加热过程中水吸收的热量是多少焦？
（3）比较（1）（2）两问所得的数据，你认为合理吗？
（4）如果不合理，你认为可能的原因是什么？（写出一种可能的原因）

Answer 1

【答案】分析：（1）已知电热水壶的额定功率和加热时间，根据公式W=Pt可求消耗的电能．
（2）根据公式Q=cm△t可求加热过程中水吸收的热量．
（3）比较吸收的热量和消耗电能的大小，如果消耗的电能等于或大于吸收的热量，合理，反之不合理．
（4）根据得出的结果进行分析，即可得出结论．
解答：解：（1）消耗的电能W=Pt=900W×6×60s=3.24×10⁵J．
答：电热水壶加热过程中消耗的电能是3.24×10⁵J．
（2）加热过程中水吸收的热量是Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1×10^-3m³×1000kg/m³×10N/kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J．
答：加热过程中水吸收的热量是3.36×10⁵J．
（3）如果不考虑热量散失，消耗的电能完全转化为内能，二者相等，实际是存在热量散失的，所以吸收的热量不可能等于消耗的电能，所以不合理．
（4）①可能是电源电压较高，实际电压大于额定电压，实际功率大于额定功率；
②可能是电水壶上标的最大容量所对的刻度线与实际情况有偏差，所盛水的实际体积小于1.0L；
③可能是水的温度测量不准，温度差较大；
④可能是烧水的时间测量有偏差，烧水时间测量较短．
点评：本题考查消耗的电能、吸收的热量的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是分析出现偏差的原因．