Question

在“家電下鄉(xiāng)”的活動(dòng)中，小華家買了一臺(tái)電熱水器，電熱水器的銘牌如下表所示，求：（水的比熱容為4.2×10³J/kg?℃）

XXX快速電熱水器
產(chǎn)品貨號(hào)	產(chǎn)品型號(hào)	額定電壓	額定功率	最大容量
1502	GL-158	200V	1500W	1.5L
XX市XXX電器有限公司

（1）電熱水器工作過程中將________能轉(zhuǎn)化為________能；
（2）該電熱水器中裝滿水，用它將初溫為20℃的水加熱至沸騰（一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），水吸收了多少熱量？
（3）若該電熱水器正常工作，熱效率為80%，完成（2）問中的加熱，需要多少時(shí)間？

Answer 1

解：（1）電流通過電熱水器做功，消耗電能，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，被水吸收；
（2）電熱水器裝滿水的體積：
v=1.5L=1.5×10^-3m³，
水的質(zhì)量：
m=ρ_水v=1×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.5kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.5kg×（100℃-20℃）
=5.04×10⁵J；
（3）由題知，Q_吸=Q_放×80%，
電熱絲產(chǎn)生的熱量：
Q_放===6.3×10⁵J，
∵電熱水器正常工作，
∴P=P_額=1500W，
又∵Q_放=W=Pt=6.3×10⁵J，
∴加熱時(shí)間：
t===420s=7min．
答：（1）電熱水器工作過程中將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）水吸收了5.04×10⁵J的熱量；
（3）若該電熱水器正常工作，熱效率為80%，完成（2）問中的加熱，需要7min．
分析：（1）從電流通過電熱水器做功的實(shí)質(zhì)回答；
（2）從銘牌知道電熱水器的容積即裝滿水的體積，利用密度公式求水的質(zhì)量；又知道水的溫度升高值和水的比熱容，根據(jù)吸熱公式求水吸收的熱量；
（3）知道電熱水器的熱效率為80%，即Q_吸=Q_放×80%，可求電熱絲產(chǎn)生的熱量；又知道電熱水器正常工作，其電功率等于額定功率，再利用Q_放=W=Pt求加熱時(shí)間．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與實(shí)際生活相聯(lián)系，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，計(jì)算時(shí)注意單位換算要正確：1L=1dm³=1×10^-3m³．