Question

9．荣荣同学家安装了一台太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热，铭牌如下，
求：（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃升高到70℃，需要吸收多少热量？
（2）用电加热时，热水器正常工作的电流有多大？

额定电压220V	容积100L
额定功率1650W	频率50HZ

（3）贮满水的热水器，阴天里要使水温从20℃升高到70℃，其中55%的热量是由电来辅助提供的，则热水器正常工作时需加热多长时间？（不计热量损失）

Answer 1

分析 （1）知道太阳能热水器的容积，利用密度公式求水的质量，又知道水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）由铭牌知道额定电压和额定功率，利用P=UI求热水器正常工作的电流；
（3）根据题意求出由电来辅助提供的热量，又知道电功率的大小，利用t=$\frac{W}{P}$求加热时间．

解答 解：（1）由表格可知：水的体积V=100L=0.1m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的质量：
m=ρV=1.0×10³㎏/m³×0.1m³=100㎏，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（㎏•℃）×100㎏×（70℃-20℃）=2.1×10⁷J；
（2）热水器正常工作时由P=UI得：
此时电流I=$\frac{{P}_{额}}{U}$=$\frac{1650W}{220V}$=7.5A；
（3）由电来辅助提供的热量：
Q=Q_吸×55%=2.1×10⁷J×55%=1.155×10⁷J，
需要的加热时间：
t=$\frac{Q}{P}$=$\frac{1.155×1{0}^{7}J}{1650W}$=7×10³s≈116.7min．
答：（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃升高到50℃时，需要吸收2.1×10⁷J的热量；
（2）用电加热时，热水器正常工作的电流有7.5A；
（3）热水器正常工作时需加热116.7min．

点评 本题是一道电学与热学的综合应用题，与实际生活相联系，使学生觉得学了物理有用，从铭牌表上得到相关信息是本题的关键，注意100L≠100kg，必须利用密度公式计算．