Question

10．

××牌电热水壶
额定电压	220V
额定功率	2000W
电源频率	50Hz
容量	1.2L

如图是某电热水壶的铭牌．要将1.2L 20℃的水烧开（标准大气压），此壶需要正常工作3min30s．求：
（1）水吸收的热量．
（2）电热水壶消耗的电能．
（3）电热水壶的热效率．

Answer 1

分析 （1）根据水的密度和电热水壶内水的体积先计算出水的质量，再根据吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）计算出水吸收的热量．
（2）已知额定功率和通电时间，根据公式W=Pt求出消耗的电能．
（3）吸收的热量与消耗电能的比值就等于电热水壶的热效率．

解答 解：（1）根据ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1000kg/m³×1.2×10^-3m³=1.2kg．
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.2kg×（100℃-20℃）=4.032×10⁵J．
（2）根据P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的电能：
W=Pt=2000W×210s=4.2×10⁵J．
（3）电热水壶的热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{4.032×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{5}J}$×100%=96%．
答：（1）水吸收的热量为4.032×10⁵J；
（2）消耗的电能为4.2×10⁵J；
（3）电热水壶的热效率为96%．

点评 本题考查吸热公式、电功公式以及热效率公式的应用，此题的关键是计算水吸收的热量，最易出错的地方是电热水壶的容积，本题水的体积不是壶的容积，这个地方是题目设计的陷阱．