Question

一家用电热水器的铭牌如表所示，根据铭牌提供的信息，求：（水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg?℃））
（1）将该电热水器装满水后进行加热，使水温由20℃升高到60℃，水吸收的热量．
（2）在（1）所述过程中，若电热水器正常工作，且电热丝产生的热量有80%被水吸收，加热所需要的时间有多长？

Answer 1

分析：（1）从铭牌知道电热水器的容积即装满水的体积，利用密度公式求水的质量；又知道水的温度升高值和水的比热容，根据吸热公式求水吸收的热量；
（2）知道电热丝产生的热量有80%被水吸收，即Q_吸=Q_放×80%，可求电热丝产生的热量；知道电热水器正常工作，其电功率等于额定功率，再利用Q_放=W=Pt求加热时间．

解答：解：（1）电热水器装满水的体积：
v=12L=12×10^-3m³，
水的质量：
m=ρ_水v=1×10³kg/m³×12×10^-3m³=12kg，
水吸收的热量：
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg?℃）×12kg×（60℃-20℃）
=2.016×10⁶J；
（2）由题知，Q_吸=Q_放×80%，
电热丝产生的热量：
Q_放=

Q吸

80%

=

2.016×106J

80%

=2.52×10⁶J，
∵电热水器正常工作，
∴P=P_额=2kW=2000W，
又∵Q_放=W=Pt=2.52×10⁶J，
∴加热时间：
t=

2.52×106J

P

=

2.52×106J

2000W

=1260s=21min．
答：（1）水温由20℃升高到60℃吸收的热量为2.016×10⁶J；
（2）加热所需要的时间21min．

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，计算时注意单位换算要正确：1L=1dm³=1×10^-3m³．