Question

5．某太阳能热水器内装有60kg初温为25℃的水，经过一天的太阳照射，水温升高到75℃，[水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）]
求：（1）水吸收的热量是多少J？
（2）要产生同样多的热量，用“220V 2000W”的电热水器正常工作需要的时间是多少min？
（3）电热水器正常工作时的电流是多少A？（保留一位小数）

Answer 1

分析 （1）知道水的比热容、水的质量、初温和末温，根据吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）根据题意可知电热水器产生的热量与水吸收的热量相等，根据Q=W=Pt的变形公式t=$\frac{W}{P}$求出电热水器正常工作的时间．
（3）根据P=UI的变形公式I=$\frac{P}{U}$求出电热水器正常工作时的电流．

解答 解：（1）水吸收的热量为：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×60kg×（75℃-25℃）
=1.26×10⁷J．
（2）由题意可知，电热水器产生的热量：
Q_放=Q_吸=2.1×10⁷J，
由Q_放=W=Pt得，电热水器正常工作的时间：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{{Q}_{放}}{P}$=$\frac{1.26×1{0}^{7}J}{2000W}$=6300s=105min．
（3）由P=UI得，电热水器正常工作时的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2000W}{220V}$≈9.1A．
答：（1）水吸收的热量是1.26×10⁷J；
（2）电热水器正常工作需要的时间是105min；
（3）电热水器正常工作时的电流是9.1A．

点评 本题考查了学生对吸热公式和电功率公式的灵活运用，要注意用电器正常工作时的功率和额定功率相等，与生活实际相连，使学生觉得学了物理有用．