Question

随着生活水平的不断提高，家用电器的逐渐普及，电热壶（如图）已进入千家万户。为什么当今家庭使用电热壶的数量会越来越多呢?带着这个问题，某课外兴趣小组利用节假日进行了家庭调查。以下是两位同学的调查结果。

表1 小明同学家庭开水需求情况调查表

调查日期：2007年5月6日

家庭人口情况		3人	家庭中每天所需的开水数量（以热水瓶为单位）	5瓶（2L/瓶）
获得开水的渠道			1．电热壶（√）    2．燃气烧开水（   ）  3．其它
当地能源价格			电价：0.50元/kW?h	燃气：4.50元/m3
使用电热壶烧开水的调查情况
电热壶的规格	额定电压220V    额定功率1000W			烧一壶开水所用的时间为17.5min
	容量3L

表2 小红同学家庭开水需求情况调查表

调查日期：2007年5月6日

家庭人口情况	4人	家庭中每天所需的开水数量（以热水瓶为单位）		5瓶（2L/瓶）
获得开水的渠道		1．电热壶（ ）    2．燃气烧开水（√）  3．其它
当地能源价格		电价：0.50元/kW?h		燃气：4.50元/m3
使用燃气烧开水的调查情况
水壶的容量为3L			烧一壶开水所用的燃气量为0.04m3

（1）从理论上计算，小明家用电热壶烧开一壶水需要多长时间（设水的初温为20℃）。与实际有无差别，简要说明原因。

（2）分析调查结果，并结合实际说明使用那种方法烧水更好一些。

（3）电热壶在设计构造中运用了许许多多的物理知识。请你举出两点，并说明这样设计的好处。

Answer 1

解：（1）烧开一壶水所吸收的热量

A=cm（t-t0）=0.2×103J/kg?℃×3kg×（100℃-20℃）=1.008×10⁶J  

又W=Pt

∴=16.8min<17.5min   

原因：电能不可能全部转化成内能、电热壶本身吸收一部分热量，有一部分热散失到空气中等。

（2）用电热壶烧开一壶水所用资金：0.50元×=0.15元   

用燃气烧开一壶水所用资金：4.50元×0.04=0.18元   

由此可见，利用电热壶烧水比用燃气更经济些。

同时使用电热壶更环保、更清洁。

（3）连通器、壶盖有小孔，手柄用塑料做成，手柄宽而扁且有花纹，用三孔插头等。

例：①电热壶的盖上有小孔。当水沸腾时可缓解壶盖的跳动，防止大量的水喷出壶外。

②选用三孔插头，使电热壶的外壳接地，防止壶身漏电时造成触电事故。