Question

16．如图1是小刚家的电热水壶及铭牌．一天傍晚，他用该电热水壶将1kg的水从20℃加热到100℃，用时5min．

（1）水吸收的热量是多少？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）若此时家中只有电热水壶在工作，在这段时间里，小刚观察到他家电能表（如图2）的转盘转过了60转，那么电热水壶消耗了多少电能？
（3）电热水壶的实际电功率是多少？
（4）电热水壶的效率是多少？
（5）分析（4）的结果，导致其小于1的原因有哪些？（写出一条即可）

Answer 1

分析 （1）已知水的质量、水的初温和末温、水的比热容，根据吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）计算出水吸收的热量；
（2）根据电能表转过的圈数可以求出电热水壶消耗的电能；
（3）由功率公式求出实际电功率；
（4）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$计算电热水壶的效率；
（5）从加热过程中有热散失或者实际电压偏小等方面分析解答．

解答 解：
（1）将1kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J．
（2）家中只有电热水壶在工作，所以电热水壶消耗的电能：
W=$\frac{60r}{600r/kW•h}$=0.1kW•h=3.6×10⁵J；
（3）电热水壶的电功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3.6×1{0}^{5}J}{5×60s}$=1200W；
（4）电热水壶的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.36×1{0}^{5}J}{3.6×1{0}^{5}J}$≈99.3%；
（5）热水壶加热过程不可避免有一部分热散失，导致电热水壶产生热量没有被水全部吸收，所以其效率低于1．
答：（1）水吸收的热量是3.36×10⁵J；
（2）若此时家中只有电热水壶在工作，在这段时间里，小刚观察到他家电能表（如图2）的转盘转过了60转，那么电热水壶消耗了3.6×10⁵J的电能；
（3）电热水壶的实际电功率是多少？
（4）电热水壶的效率1200W；
（5）分析（4）的结果，导致其小于1的原因可能是热量未被完全吸收．

点评 本题考查了热量、电能、实际功率、效率的计算，考查知识多，综合性强，但难度不大．