Question

我国北方地区家庭浴室大多用燃气热水器提热水，小芳家安装了燃气热水器．已知水进入热水器前的温度是10℃，洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃；水的密度ρ_水=1.0×10³Kg/m³，水的比热容C_水=4.2×10³J/，如果小芳洗一次澡用热水0.05m³．求：
（1）所用热水的质量为多少？
（2）水从热水器中吸收多少热量？
（3）若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少m³的天然气？（天然气的热值q=4×10⁷J/m³，气体完全燃烧放出的热量的公式Q=qV，式中V表示燃烧气体的体积）
（4）若用标有“220V，880W”字样的电热水器，则电热水器正常工作的电流多大？加热电阻丝的阻值是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）由m=ρV可以求出热水的质量；
（2）由Q_吸=Cm（t-t）可以求出热水吸收的热量；
（3）据热水吸收的热量和天然气完全燃烧释放热量的吸收率，可得出天然气释放的热量，再利用Q=qV就能计算出天然气的体积；
（4）据电热水器上的铭牌可以知道电热水器的额定电压和额定功率，利用P=UI就能求热水器的工作电流；由欧姆定律公式计算电阻丝的阻值．
解答：解：（1）热水的质量：m=ρV=1.0×10³Kg/m³×0.05m³=50kg；
（2）热水吸收的热量：Q_吸=Cm（t-t）=4.2×10³J/（kg?℃）×50kg×（40℃-10℃）=6.3×10⁶J；
（3）天然气完全燃烧释放热量：Q===9×10⁶J
天然气的体积：V===0.225m³；
（4）电热水器正常工作的电流：I===4A
加热电阻丝的阻值是：R===55Ω；
答：（1）热水的质量是：50kg；
（2）水从热水器中吸收的热量是：6.3×10⁶J；
（3）需要消耗的天然气是：0.225m³；
（4）电热水器正常工作的电流是：4A；
加热电阻丝的阻值是：55Ω．
点评：此题是一综合型的题目，涉及的力学、热学、电学的知识，包括密度的计算、热量的计算、电功率的计算和欧姆定律等，考查学生的综合应用能力及应用物理知识解决实际问题的能力，体现了物理与生活相联系的思想，属于难题．