Question

4．小明通过实验来测定电热水器的额定功率和加热效率，已知热水器的容积为40L，小明将电热水器接在电路中，关闭家中其它用电器，用时70min水温从20℃加热至60℃，电能表在热水器加热前后两次读数如图所示，由此判断热水壶消耗电能7.56×10⁶J，额定功率为1800W，加热效率为88.9%．[c_水=4.2×10³J/（Kg•℃）]．

Answer 1

分析 由电能表两次示数差得到电热水壶加热过程中消耗电能；
由P=$\frac{W}{t}$计算电热水器的额定功率；
知道热水器的容积（装满水后水的体积），利用密度公式求水的质量，又知道水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量（有用能量）；再利用效率公式求热水器的效率．

解答 解：
电热水器接在电路中，关闭家中其它用电器，所以电热水壶消耗电能为两次电能表示数差：
W=260.7kW•h-258.6kW•h=2.1kW•h=7.56×10⁶J；
电热水器的额定功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{7.56×1{0}^{6}J}{70×60s}$=1800W；
已知V=40L=0.04m³，
m=ρV=1.0×10³ kg/m³×0.04m³=40kg，
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×（60℃-20℃）
=6.72×10⁶J；
热水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{6.72×1{0}^{6}J}{7.56×1{0}^{6}J}$×100%≈88.9%．
故答案为：7.56×10⁶；1800；88.9%．

点评 本题考查了电功率公式、密度公式、吸热公式，考查的知识点较多、计算量大，但难度适中，是一道中档题．