Question

【题目】如图甲所示是小梦家新购买未拆封的电热水器，他发现包装箱上有一铭牌，如图乙所示。待电热器安装完毕注满水后，他关闭了家中的其他用电器，只让电热水器工作，观察到家里的电能表（如图丙所示）的转盘1min转了20圈，电热水器中的水从15℃升高到35℃用了40min。请你结合包装箱上的铭牌和电能表实物图提供的有关参数信息解决以下问题。[ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）] 求：

(1)工人师傅把一个装有热水器的包装箱从地面匀速搬到10m高的小梦家，求工人师傅对包装箱所做的功;

(2)求电热水器中的水从15℃升高到35℃吸收的热量；

(3)求电热水器的实际功率和加热效率。

Answer 1

【答案】（1）2000J（2）4.2×106J；（3）87.5%

【解析】（1）最下层的包装箱受到的压力：F=G总=m总g=3×20kg×10N/kg=600N，

它所承受的压强：p=F/S=600N/0.6m2=1000Pa；

（2）G=m1g=20kg×10N/kg=200N，

人师傅对包装箱所做的功W=Gh=200N×10m=2000J；

（3）由ρ=m/V可得，水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg；

水吸收的热量：

Q吸 =c水m水△t=4.2×103J/（kg℃）×50kg×（35℃-15℃）=4.2×106J；

（4）已知转盘1min转了20圈，则电热水器中的水从15℃升高到35℃用了40min，转800转，消耗电能W=800×1/600kWh=4/3kWh=4/3×3.6×106=4.8×106J，

电热水器的实际功率P=W/t═4/3kWh40/60h=2kW；

加热效率η=Q吸/W×100%=4.2×106J/4.8×106J×100%=87.5%