Question

5．如图所示为家用电能表，为测试某款电热水壶的工作性能，将该电热水壶单独接在电路中．给水壶注入1.5L温度为20℃的水，加热到刚好沸腾，在这段时间内发现如图所示电能表的转盘转了108转．（已知C_水=4.2×10³J/（kg℃） ）
计算：
（1）水吸收的热量
（2）该热水壶的加热效率．

Answer 1

分析 （1）知道水的体积，根据m=ρV求出水的质量，又知道水的初温、末温以及比热容，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）已知电路每消耗1kW•h的电能，表盘就转过720r，据此可求转盘转108转消耗的电能，根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出该热水壶的加热功率．

解答 解：（1）水的体积：
V=1.5L=1.5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.5kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×10⁵J；
（2）转盘转108转消耗的电能：
W=$\frac{108}{720}$kW•h=0.15kW•h=5.4×10⁵J，
该热水壶的加热功率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{5.4×1{0}^{5}J}$×100%≈93.3%．
答：（1）水吸收的热量5.04×10⁵J；
（2）该热水壶的加热效率为93.3%．

点评 本题考查了密度公式和吸热公式、效率公式的灵活运用，要注意水的沸点为100℃，明白电能表参数的含义是关键．