Question

如下表所示，是一种全自动热水器的铭牌．如果该热水器在额定电压下工作时效率为70%，那么将一满箱20℃的水加热到40℃，需要用时________min，热水器耗电________kW?h
〔已知水的比热是4.2×10³J/（kg?℃）〕

Answer 1

30    1
分析：（1）根据热量公式计算出水升高20℃所需要的热量，再根据电热水器的效率计算电热丝正常工作时需要产生的热量，由电热公式计算电流产生这些热量所需要的时间；
（2）知道热水器的额定功率和所用时间，根据公式W=Pt计算．
解答：由铭牌可知：P=2kw=2000w，V=30L=30×10^-3m³；
（1）将该电热水器装满水，水的质量为：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×30×10^-3m³=30kg；
使水温由20℃升高到40℃，水需要吸收热量为：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×30kg×（40℃-20℃）=2.52×10⁶J；
∵热水器在额定电压下工作时效率为70%，即电热丝所产生热量的70%被水吸收
∴Q_放==3.6×10⁶J；
由Q_放=W=Pt得：
t===1800s=30min；
（2）消耗的电能为：
W=Pt=2kw×0.5h=1kw?h．
故答案为：30min；1kw?h．
点评：本题是一道电学与热学的综合应用题．与生活相连，使学生觉得学了物理有用，且加强了学生的节能环保的意识．计算时注意单位的统一．