Question

【题目】如图甲是某同学家的水族箱，箱内盛水30L，为了让热带鱼有一个舒适的生活环境，箱内装有一个“220V 200W”的电加热棒给水加热，当水温升到设定值时加热棒便自动停止工作，待水温自然冷却到一定温度后再次加热，使箱内水温稳定在一定范围之内，水温随时间变化图像如图乙所示。（c水=4.2×103J/(kg·℃)求：

（1）水族箱内水的质量。

（2）正常工作时，通过电加热棒的电流（保留两位小数）。

（3）电加热棒给水加热时的效率。

Answer 1

【答案】（1）30kg；（2）0.91A；（3）63%

【解析】

（1）．根据得，30L水的质量为；

m=ρV=1.0×103kg/m3×30×10-3m3=30kg，

（2）．根据得，正常工作时，通过电加热棒的电流：

；

（3）．如图，加热过程中温度由22℃加热到28℃，根据Q吸=cm（t-t0）得水吸收的热量：

Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg℃）×30kg×（28℃-22℃）=7.56×105J；

加热时间100min内消耗的电能为：

W=Pt=200W×100×60s=1.2×106J，

电加热棒给水加热时的效率：

。