Question

太阳能热水器以节能、环保等特点为很多家庭所使用，但是如果遇到阴雨连绵的天气，太阳能热水器的水就达不到所需要的温度。为此人们研制出了太阳能、电能两用热水器。小兰家就刚刚安装了一台这样的热水器，如图所示，它的容积为120L。
求：（1）若此热水器装满20℃的水，要使水温升高到40℃，需要吸收多少热量？
（2）小兰从产品使用说明书中了解到，该电热器的额定电压为220V，额定功率为2Kw。若水箱中的水用电加热器来加热，仍使满箱水的温度从20℃升高到40℃，需要电加热器正常工作多长时间？（假定所消耗的电能全部转化为水的内能）
（3）若在上述情况下，电加热器正常工作，实际用了2h，则此电加热器的效率是多少？

Answer 1

：解：（1）120L水的质量
　　　　×120×＝120kg　　　…………1分
　吸收的热量　　　　　　　　　　　　　　…………1分
　　　　　　　 ＝4.2×J/kg℃×120kg×（40℃－20℃）……1分
　　　　　　　 ＝1.008×10⁷J　　　　　　　　　　　…………1分
（2）t＝＝＝＝5.04×s
2分      1分        1分
（3）工作2h消耗的电能为2×W×2×3600s
　　　　　　　　　　　　　　　 ＝1.44×10⁷J　　　　…………2分
效率为η＝×100%
　　　　＝×100%
　　　　＝70%　　　　　　　　　　　　　　　　　　…………2分解析:
：
先求出水的质量，即　×120×＝120kg
根据公式计算出吸收的热量为1.008×10⁷J；然后根据t＝＝＝＝5.04×s计算出需要电加热器正常工作的时间；计算出电加热器工作2h消耗的电能从而计算出效率。
工作2h消耗的电能为2×W×2×3600s
效率为η＝×100%
　　　　＝×100%
　　　　＝70%