Question

在“家电下乡”的活动中，小华家买了一台电热水器，电热水器的铭牌如下表所示，求：（水的比热容为4.2×10³J/kg?℃）

XXX快速电热水器
产品货号	产品型号	额定电压	额定功率	最大容量
1502	GL-158	200V	1500W	1.5L
XX市XXX电器有限公司

（1）电热水器工作过程中将________能转化为________能；
（2）该电热水器中装满水，用它将初温为20℃的水加热至沸腾（一标准大气压下），水吸收了多少热量？
（3）若该电热水器正常工作，热效率为80%，完成（2）问中的加热，需要多少时间？

Answer 1

解：（1）电流通过电热水器做功，消耗电能，转化为内能，被水吸收；
（2）电热水器装满水的体积：
v=1.5L=1.5×10^-3m³，
水的质量：
m=ρ_水v=1×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.5kg，
水吸收的热量：
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.5kg×（100℃-20℃）
=5.04×10⁵J；
（3）由题知，Q_吸=Q_放×80%，
电热丝产生的热量：
Q_放===6.3×10⁵J，
∵电热水器正常工作，
∴P=P_额=1500W，
又∵Q_放=W=Pt=6.3×10⁵J，
∴加热时间：
t===420s=7min．
答：（1）电热水器工作过程中将电能转化为内能；
（2）水吸收了5.04×10⁵J的热量；
（3）若该电热水器正常工作，热效率为80%，完成（2）问中的加热，需要7min．
分析：（1）从电流通过电热水器做功的实质回答；
（2）从铭牌知道电热水器的容积即装满水的体积，利用密度公式求水的质量；又知道水的温度升高值和水的比热容，根据吸热公式求水吸收的热量；
（3）知道电热水器的热效率为80%，即Q_吸=Q_放×80%，可求电热丝产生的热量；又知道电热水器正常工作，其电功率等于额定功率，再利用Q_放=W=Pt求加热时间．
点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，与实际生活相联系，使学生觉得学了物理有用，计算时注意单位换算要正确：1L=1dm³=1×10^-3m³．