Question

5．如图所示的开水煲，其内部电热丝的电阻为24.2Ω；将它接在220V家庭电路中正常工作6min，使煲内2kg、初温为20℃的水烧开（在一个标准大气压下）．
[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）开水煲加热时的热效率？

Answer 1

分析 （1）知道水的质量和比热容以及温度的变化，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）先根据W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出消耗的电能，再根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出开水煲加热时的热效率．

解答 解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J∕（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）
=6.72×10⁵J；
（2）电热水器消耗的电能：W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=$\frac{{（220V）}^{2}}{24.2Ω}$×6×60s=7.2×10⁵J；
电热水器加热时的热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{7.2×1{0}^{5}J}$×100%=93.3%．
答：（1）水吸收的热量为6.72×10⁵J；
（2）开水煲加热时的热效率为93.3%．

点评 本题是一道电学与热学的综合计算题，熟练应用电功率变形公式、热量公式、电功公式、效率公式即可正确解题．