题目内容
如图所示是目前常用的一种家用电热水壶，某校物理课外实践活动小组的同学们为了了解一铭牌脱落的这种电热水壶的性能，进行了下面的探究实验：在壶中装入1 kg水后开始通电加热，每隔1分钟测一次水温，到第4分钟时断开电路．水温开始下降，同样也是每隔1分钟测一次水温，得到的数据如下表所示：
因盛水塑制容器的质量和比热较小，实验中活动小组的同学们未考虑其吸收和放出的热量．请你根据该小组的同学们提供的数据粗略求出：
(1)将这壶水烧开所需时间．
(2)壶中水在前后4 min内吸收和放出的热量．
(3)该电热水壶的热效率．
(4)该电热水壶中电热管的电功率．
答案：（1）从表格中可以看出，加热过程中每分钟升温12.5℃，到第4分钟时水温已升至75℃，
在通常情况下，水温升至100℃为烧开，则还需要的时间为
=2min，
所以，将这壶水烧开共需4min+2min=6min；
（2）壶中水在前4分钟内水温从25℃达到75℃，则水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）
=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（75℃-20℃）
=2.1×105J，
壶中水在后4分钟内水温从75℃降到67℃，则水放出的热量：
Q放=cm（t-t′）
=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（75℃-67℃）
=3.36×104J；
（3）水在加热的过程中吸热的同时会散热，近似情况下，散热的多少即为水在后4分钟放出的热量，
所以，电热水壶总共提供给水的热量：
Q总=2.1×105J+3.36×104J=2.436×105J，
则热效率：
η=
×100%=
×100%≈86.2%；
（4）电热水壶的电功率：
P=
=
=1050W．
答：（1）将这壶水烧开所需时间为6min；
（2）壶中水在前后4分钟内吸收和放出的热量分别为2.1×105J、3.36×104J；
（3）该电热水壶的热效率为86.2%；
（4）该电热水壶中电热管的电功率为1050W．
在通常情况下，水温升至100℃为烧开，则还需要的时间为
| 100℃?70℃ |
| 12.5℃/min |
所以，将这壶水烧开共需4min+2min=6min；
（2）壶中水在前4分钟内水温从25℃达到75℃，则水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）
=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（75℃-20℃）
=2.1×105J，
壶中水在后4分钟内水温从75℃降到67℃，则水放出的热量：
Q放=cm（t-t′）
=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（75℃-67℃）
=3.36×104J；
（3）水在加热的过程中吸热的同时会散热，近似情况下，散热的多少即为水在后4分钟放出的热量，
所以，电热水壶总共提供给水的热量：
Q总=2.1×105J+3.36×104J=2.436×105J，
则热效率：
η=
| Q吸 |
| Q总 |
| 2.1×105J |
| 2.436×105J |
（4）电热水壶的电功率：
P=
| Q总 |
| t |
| 2.436×105J |
| 240s |
答：（1）将这壶水烧开所需时间为6min；
（2）壶中水在前后4分钟内吸收和放出的热量分别为2.1×105J、3.36×104J；
（3）该电热水壶的热效率为86.2%；
（4）该电热水壶中电热管的电功率为1050W．
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