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某校物理活动小组的同学,在课余时间想把一个普通烧水壶改装成一个家庭用电热水壶.已知改装后的电热水壶热效率为80%,壶的容积为2L.在一个标准大气压下,用此电热水壶在7min内烧开一壶初温为20℃的水.[C=4.2×103J/]问:
(1)烧开这一壶水需要吸收多少热量?
(2)应给电热水壶装配一个多大阻值的电热丝?
【答案】分析:(1)已知水壶的容积和水的密度,可以利用公式m=ρv计算水的质量,已知水的比热容、质量、和水的温度变化,可利用公式       Q=Cm△t计算水吸收的热量.
(2)已知水壶的热效率,可利用公式Q=计算电水壶放出的热量,已知工作时间,而电热水壶是纯电阻,可利用公式P=计算电功率,已知家庭电路两端的电压,可利用公式R=计算电阻.
解答:解;(1)v=2L=2dm3=2×10-3m3
m=ρv=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg,
△t=t-t=100℃-20℃=80℃,
Q=Cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×80℃=672000J.
答:烧开这一壶水需要吸收的热量为672000J.
(2)Q===840000J,
∵电热水壶是纯电阻,
∴W=Q=840000J,t=7min=420s,
P===2000W,
R===24.2Ω.
答:应给电热水壶装配一个阻值为24.2Ω的电热丝.
点评:本题是一道电学和热学综合计算题,考查了学生对热量和电功计算公式的应用,在计算过程中要注意单位的换算.
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