Question

【题目】由于化石能源长期大规模开采，不久的将来会消耗殆尽，所以开发新能源、更好的利用已知能源，是全球范围内的重要课题。人们根据生活需要制成了一种新型太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热。小荣家新安装了一台这种热水器，铭牌如下图。

请解答下列问题：

（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃升高到50℃时，需要吸收多少热量？

（2）用电加热时，热水器正常工作的电流为多少？（结果保留1位小数）

（3）贮满水的热水器，阴雨天时，也要使水温从20℃升高到50℃，其中50%的热量由电能辅助提供。若不计热量损失，热水器正常工作需要加热多长时间？

额定电压220V	容积100L
额定功率2000W	频率50Hz

Answer 1

【答案】（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃升高到50℃时，需要吸收1.26×107J热量；（2）用电加热时，热水器正常工作的电流为9.1A；（3）若不计热量损失，热水器正常工作需要加热时间为3150s。

【解析】

（1）先利用密度公式求出水的质量，又知道水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求出水吸收的热量；

（2）根据P=UI的变形公式求出热水器正常工作的电流；

（3）根据题意求出由电来辅助提供的热量，又知道电功率的大小，利用的变形公式求出热水器正常工作需要加热时间。

（1）水的体积V=100L=100dm3=0.1m3，由得，水的质量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg

水吸收的热量：

（2）由P=UI得，热水器正常工作的电流：

，

（3）由题意知，提供的热量消耗的电能：

W=Q吸×50%=1.26×107J×50%=6.3×106J，

由得，热水器正常工作需需要的加热时间：

。