Question

10．如图所示是家庭中所用的一种电水壶的外形及其铭牌，请你根据图中所提供的信息完成以下问题：

（1）图乙中观察壶内水位的玻璃管是利用连通器原理来工作．
（2）把初温为20℃的一满壶水在一个标准大气压下烧开，水需要吸收多少热量？
（3）在不计热量损失的情况下，电水壶正常工作时烧开一满壶水需要多长时间？
（c_水=4.2×10³J/（kg•℃）、g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根据连通器的原理可知，壶内水位的玻璃管与壶内的水位是相平的，通过观察玻璃管内水位的高低就可判断壶内水位的高低．
（2）已知水壶的容积和水的密度，根据公式m=ρV求出壶内水的质量，再利用公式Q=cm△t可求水烧开时吸收的热量．
（3）在不计热量损失的情况下，水吸收的热量等于消耗的电能，Q=W，水壶的额定功率已知，根据公式t=$\frac{W}{P}$可求电水壶正常工作时烧开一满壶水需要的时间．

解答 解：（1）壶内水位的玻璃管是根据连通器的原理来工作的．
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可知，装满水时水的质量：m=ρv=1.0×10³kg/m³×1.2×10^-3m³=1.2kg；
烧开水吸收的热量：Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg．℃）×1.2kg×（100℃-20℃）=4.032×10⁵J；
（3）不计热量损失时：Q=W；
根据P=$\frac{W}{t}$可得，烧开一满壶水的时间：t=$\frac{Q}{P}$=$\frac{4.032×1{0}^{5}J}{1500W}$≈269s．
答：（1）连通器；
（2）把初温为20℃的一满壶水在一个标准大气压下烧开，水需要吸收的热量为4.032×10⁵J；
（3）在不计热量损失的情况下，电水壶正常工作时烧开一满壶水需要的时间为269s．

点评 本题考查质量、热量、时间等的计算以及连通器的原理，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是知道没有热量损失时吸收的热量等于消耗电能释放的热量，解题过程中还要注意单位的换算．