Question

8．小明家购买一台容积为50L，额定功率为2000W的电热水器，若该电热水器加满水且使水温升高20℃，则水吸收的热量为4.2×10⁶J；小明将电热水器接在家庭电路中，如果在以上过程中它的效率为80%，电热水器实际加热时间为2625s．[ρ_水=1.0×10³kg/m³、c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）由密度公式计算出水的质量，由吸热公式Q_吸=cm△t计算吸收的热量．
（2）根据电热水器的效率先计算电热丝正常工作时所产生热量，再由电热公式计算电流产生这些热量所需要的时间

解答 解：（1）将该电热水器装满水，由ρ=$\frac{m}{v}$得，水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×50×10^-3m³=50kg．
使水温升高20℃，水需要吸收热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×20℃=4.2×10⁶J．
（2）因为电热丝所产生热量的80%被水吸收，
所以Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{80%}$=5.25×10⁶J．
电热水器消耗的电能W=Q_放=5.25×10⁶J．
根据W=Pt可得，加热时间：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{5.25×1{0}^{6}J}{2000W}$=2625s．
故答案为：4.2×10⁶；2625．

点评 本题是一道电学与热学的综合应用题．与生活相连，使学生觉得学了物理有用，且加强了学生的节能环保的意识．计算时注意单位的统一．