某同学家中刚买了一台铭牌标示为“220V 1000W”的电热水壶
(1)要在标准大气压下将1Kg温度为20℃的水烧开,水需要吸收多少热量?
(2)当电热水壶正常工作时,烧开这壶水需要多长时间?)
(3)他想测试一下铭牌标示功率与实际使用时的功率是否相符,其操作与观察是:让这台电热水壶单独工作,用手表计时,结果10min电能表的转盘转了450转(该同学家中的电能表参数是3000r/kwh).请根据该同学获得的数据,计算电热水器的实际功率.
【答案】
分析:(1)在标准大气压下,水的沸点为100℃,已知水的质量、比热容和温度变化,根据公式Q=Cm△t计算出水吸收的热量.
(2)已知水吸收的热量等于电热壶放出的热量,也就是等于电流做的功,根据公式t=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/201310271352493215144726/SYS201310271352493215144030_DA/0.png)
计算出电热水壶正常工作时烧开这壶水需要的时间.
(3)根据电能表的参数“3000r/kW?h”先计算出电能表的转盘转450转消耗的电能,又知道工作时间,再根据电功率公式
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/201310271352493215144726/SYS201310271352493215144030_DA/1.png)
计算出电热水壶的实际功率.
解答:解:
(1)∵C=4.2×10
3J/(kg?℃),m=1kg,△t=t-t
=100℃-20℃=80℃,
∴水吸收的热量为:Q=Cm△t=4.2×10
3J/(kg?℃)×1Kg×80℃=3.36×10
5J.
(2)∵W=Q=Pt,而P=1000W,
∴电热水壶正常工作时烧开这壶水需要的时间为:
t=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/201310271352493215144726/SYS201310271352493215144030_DA/2.png)
=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/201310271352493215144726/SYS201310271352493215144030_DA/3.png)
=336s.
(3)∵每消耗1KW?h的电能,电能表的转盘转3000转,
∴电能表的转盘转450转消耗的电能为:
W=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/201310271352493215144726/SYS201310271352493215144030_DA/4.png)
=0.15KW?h,
而t=10min=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/201310271352493215144726/SYS201310271352493215144030_DA/5.png)
h,
电热水壶的实际功率为:P=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/201310271352493215144726/SYS201310271352493215144030_DA/6.png)
=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/201310271352493215144726/SYS201310271352493215144030_DA/7.png)
=0.9KW=900W.
答:(1)水需要吸收3.36×10
5J的热量.
(2)烧开这壶水需要的时间为336s.
(3)电热水器的实际功率为900W.
点评:本题考查吸收热量和工作时间等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,是一道电学与热学的综合应用题,与生活相连,使学生觉得学了物理有用.