Question

某学校办公楼安装了一台电热开水器，开水器铭牌上标有：水箱容量40L，额定电压220V，额定功率6Kw．如果开水器的效率为80%，水箱中水的初温是20℃，外界大气压是1标准大气压．
（1）烧开满满一箱水，水吸收了多少热量？
（2）开水器正常工作多长时间可以把水烧开？
（3）现在有些城市小区的各户安装了分时电表（用电高峰期和非高峰期分开计数，分别计价），用电高峰期电费价格高于非用电高峰期电费价格．试分析这样做的好处．

Answer 1

解：水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×40×10^-3m³=40kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×40kg×（100℃-20℃）
=1.344×10⁷J；
（2）由题知，Q_吸=W×80%，
消耗的电能：
W===1.68×10⁷J，
电热水器工作时间：
t===2800s．
（3）这样可以缓解用电高峰时的电力紧张．
答：（1）烧开满满一箱水，水吸收了1.344×10⁷J的热量；
（2）开水器正常工作2800s可以把水烧开；
（3）缓解用电高峰时的电力紧张．
分析：（1）知道水的体积，利用密度公式求水的质量，又知道水的比热容、水的初温和末温（一个标准大气压水的沸点为100℃），利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）要供给这些热量，知道电热水器的电功率P和热效率，利用Q_吸=W×80%求消耗的电能，再利用电功率公式求电热水器工作时间．
（3）用电高峰期和非高峰期分开计数，分别计价，可以缓解高峰电力紧张矛盾，选择合适时间用电节省电费．
点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，与生活密切联系，要求灵活运用吸热公式和电功率公式，注意40L≠40kg，必须利用密度公式求解．