Question

电热水壶上标示有下列数据表格，它装有1.6kg的50℃的温泉水．电热水壶正常工作7min后，在1标准大气压下的水被加热至沸腾．求：[已知：c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]

额定容积  （ L ）	2
额定功率  （ kW ）	1
额定电压  （ V ）	220
净重      （ kg ）	25

（1）水吸收的热量；
（2）电热水壶消耗的电能；
（3）电热水壶的效率；
（4）水烧开的过程中，壶盖不断“跳动”，请分析一下原因．

Answer 1

分析：（1）知道水的质量及初温、末温，由吸热公式求水吸收的热量（有用能量）；
（2）已知电热水壶的额定功率和通电时间，根据W=Pt可求电流做的功，即电热水壶消耗的电能（总能量）；
（3）用水吸收的热量除以电流做功就是电磁炉的效率；
（4）做功可以改变物体的内能，当对物体做功时，机械能转化为内能，当物体对外做功时，内能转化为机械能．

解答：解：（1）由图知，水沸腾时的温度为t=100℃，水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×1.6kg×（100℃-50℃）
=3.36×10⁵J；
（2）∵电热水壶正常工作，
∴P=P_额=1kW=1000W，
消耗的电能：
W=Pt=1000W×7×60s=4.2×10⁵J，
（3）电热水壶的效率：
η=

Q吸

W

×100%=

3.36×105J

4.2×105J

×100%=80%；
（4）水烧开的时候，壶内产生大量的水蒸气，水蒸气膨胀对壶盖做功，把水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，因此壶盖会跳动．
答：（1）水吸收的热量为3.36×10⁵J；
（2）电热水壶消耗的电能为4.2×10⁵J；
（3）电热水壶的效率为80%；
（4）水烧开的时候，壶内产生大量的水蒸气，水蒸气膨胀对壶盖做功，把水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，因此壶盖会跳动．

点评：本题为电功和热量的综合计算题，考查了学生对吸热公式、热效率公式、电功公式的理解和灵活运用，同时考查学生对生活中物理现象的观察分析能力，生活中处处有物理，要多观察、多思考，属于难题．