Question

2．电热水瓶在8时30分开始通电，8时45分时瓶内的水沸腾，电热水瓶始终在额定电压下工作，求在这过程中：（设瓶内气压为1标准大气压，室温20℃，水的比热容c=4.2×10³J/（kg•℃））
（1）瓶内的水共吸收了多少热量？
（2）求该电热水瓶的效率．

额定电压	220V
额定功率	1200W
容    积	3.0升
超温保护器	熔断温度110℃

Answer 1

分析 （1）知道水壶容积（装满水的质量），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（1标准大气压下水的沸点为100℃），利用吸热公式求水吸收的热量（有用能量）；
（2）由铭牌知道电热壶的额定功率，可知额定电压下的实际功率，利用W=Pt求消耗的电能（总能量），再利用效率公式求电热壶的效率．

解答 解：（1）V=3L=3×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得壶内水的质量：
m=ρ_水V=1.0×10³kg/m³×3×10^-3m³=3kg，
吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×3kg×（100℃-20℃）
=1.008×10⁶J；
（2）加热时间t=15min=900s，
消耗的电能：
W=Pt=1200W×900s=1.08×10⁶J，
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.008×1{0}^{6}J}{1.08×1{0}^{6}J}$×100%≈93.3%．
答：（1）水吸收的热量1.008×10⁶J；
（2）电热壶的效率93.3%．

点评 本题考查了学生对密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式的掌握和运用，能从铭牌得出相关信息并利用好是本题的关键．