Question

11．小明家新买了一台电热水器，小明通过阅读说明书知道该电热水器水箱容积为80L，某次小明全家在家洗澡，他给水箱加满水，通电加热使水从10℃升高到60℃，请你解答下列问题：（水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃），密度是1.0×10³kg/m³）
（1）小明家热水器工作时使用的是交流电（填交流或直流），工作时将电能转化为内能；
（2）水箱中装满水时，水的质量是多大？
（3）水吸收的热量是多少？
（4）若通电加热水的过程中，共耗电5度，已知每消耗一度电产生3.6×10⁶J的热量，求此电热水器的热效率．

Answer 1

分析 （1）了解我国家庭电路的电压和交流电的特点，知道电流做功的过程就是将电能转化为其它形式的能的过程；
（2）根据公式m=ρV可求水的质量；
（3）根据公式Q=cm△t可求水吸收的热量；
（4）利用公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$可求热效率．

解答 解：（1）在我国，家庭照明电路使用的是频率为50Hz的交流电源，其电压是220V；
电水壶工作时是将电能转化为内能，主要利用了电流的热效应．
（2）水的体积V=80L=80×10^-3m³=0.08m³；
水箱中装满水时，根据公示ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量是m=ρV=1.0×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg；
（3）水吸收的热量Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×80kg×（60℃-10℃）=1.68×10⁷J；
（4）消耗能量Q_放=5×3.6×10⁶J=1.8×10⁷J，
电热水器的热效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{1.68{×10}^{7}J}{1.8{×10}^{7}J}$≈93.3%．
答：（1）交流； 内； 
（2）水箱中装满水时，水的质量是多80kg；
（3）水吸收的热量是1.68×10⁷J；
（4）此电热水器的热效率为93.3%．

点评 本题考查交流电、能量的转化、质量、吸收热量、效率等的计算，解题过程中要注意单位的换算．