Question

18．额定功率为1500W的电热水壶，内装1L、初温为20℃的水，若接通电源后，正常工作4min水被烧开（温度为100℃）．这个过程中水吸收的热量为3.36×10⁵J，消耗了3.6×10⁵J的电能[ρ_水=1.0×10³kg/m³，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]，该电热水壶的加热效率为93.3%．

Answer 1

分析 （1）一满壶水的体积和其容积相等，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（t₂-t₁）求出该过程中水吸收的热量；
（2）电水壶正常工作时的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出4分钟内电水壶消耗的电能；
（3）知道消耗的电能和水吸收的热量，根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出该电热水壶的效率．

解答 解：（1）水的体积：
V=1L=1dm³=1×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg，
加热过程中水吸收的热量：
Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，4分钟内电水壶消耗的电能：
W=Pt=1500W×4×60s=3.6×10⁵J；
（3）电热水壶的加热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.36×1{0}^{5}J}{3.6×1{0}^{5}J}$×100%≈93.3%．
故答案为：3.36×10⁵；3.6×10⁵；93.3%．

点评 本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到吸热公式和电功公式、效率公式的应用，计算过程要注意单位的换算．