Question

13．一台电热水器的铭牌如表所示．水箱中的水的初温为40℃，外界气压为一标准大气压．装满水后在额定电压下工作，把水箱中的水加热到沸腾后自动停止加热．求：

容    量	30L
额定电压	220V
额定功率	6kW
效    率	90%

（1）水箱中的水吸收的热量是多少．
（2）这台热水器加热所用的时间是多少．

Answer 1

分析 （1）先利用密度公式求出水的质量，再利用吸热公式求出吸收的热量；
（2）利用吸收的热量和效率求出消耗的电能，结合功率公式求出加热时间．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得水箱中水的质量为：
m=ρV=1000kg/m³×30×10^-3m³=30kg
水吸收的热量为：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×30kg×（100℃-40℃）
=7.56×10⁶J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{W}_{电}}$可得：
消耗的电能为：W_电=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{7.56×1{0}^{6}J}{90%}$=8.4×10⁶J，
故加热时间为：t=$\frac{{W}_{电}}{P}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{6000W}$=1400s．
答：（1）水箱中的水吸收的热量是7.56×10⁶J；
 （2）这台热水器加热所用的时间是1400s．

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，计算时注意单位换算要正确：1L=1dm³=1×10^-3m³．