Question

【题目】由于化石能源长期大规模开采，不久的将来会消耗殆尽，所以开发新能源、更好的利用知己能源，是全球范围内的重要课题．人们根据生活需要制成了一种新型太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热．小荣家新安装了一台这种热水器，铭牌如下图．

额定电压220V	容积100L
额定功率2000W	频率50Hz

（1）太阳能热水器贮满水，水温从20°C升高到50°C时，需要吸收多少热量？
（2）用电加热时，热水器正常工作的电流为多少？（结果保留1位小数）
（3）贮满水的热水器，阴雨天时，也要使水温从20°C升高到50°C，其中50%的热量由电能辅助提供．若不计热量损失，热水器正常工作需要加热多长时间？

Answer 1

【答案】
（1）解：水的体积V=100L=100dm3=0.1m3，

由ρ= 得，水的质量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg

水吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）

=4.2×103J/（㎏℃）×100㎏×（50℃﹣20℃）

=1.26×107J

（2）解：由P=UI得，热水器正常工作的电流：

I= = ≈9.1A

（3）解：由题意知，提供的热量消耗的电能：

W=Q吸×50%=1.26×107J×50%=6.3×106J，

由P= 得，热水器正常工作需需要的加热时间：

t= = =3150s

【解析】（1）先利用密度公式求出水的质量，又知道水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求出水吸收的热量；（2）根据P=UI的变形公式I= 求出热水器正常工作的电流；（3）根据题意求出由电来辅助提供的热量，又知道电功率的大小，利用P= 的变形公式求出热水器正常工作需要加热时间．