题目内容
在学校开展“节约用电”的调查活动中，李明同学对家中一把额定功率为1 500 W的电水壶(发热管设置在壶内)的热效率进行了探究。他用电水壶装了3 kg的水，测出水的温度为18 ℃。接通电路后让水壶在额定电压下正常工作，经过12 min57 s的时间，水开始沸腾，测得水沸腾的温度为92 ℃。请你根据以上测量数据帮助李明计算和分析：
(1)从开始加热到水沸腾，水所吸收的热量Q1；
(2)从开始加热到水沸腾，发热管放出的热量Q2；
(3)这把电水壶的效率η；
(4)分析加热过程中热量损失的两种原因。〔c水=4.2×103 J/(kg·℃)〕
答案：
解析：
解析：
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思路解析：（1）水吸收的热量根据Q吸=cmΔt可求得。(其中c、m、Δt已知)
（2）发热管功率已知，加热时间知道，则根据Q=I2Rt=Pt可求得。 （3）由于电水壶加热时，会对周围散热，电热只有一部分被水吸收，效率的含义是“有用的热量与总热量之比”，有用的热量即水吸收的热量；总热量即电流产生的热量，电茶壶效率η=Q吸/Q放×100%。 （4）加热过程中，容器温度高，向周围散热；电水壶自身会吸收一部分热；容器不密闭，水汽化带走一部分热量。 答案：(1)m水=3 kg，t0=18 ℃，t=92 ℃ 根据Q吸=cm（t-t0）得 Q吸=4.2×103 J/(kg·℃)×3 kg×(92 ℃-18 ℃)=9.324×105 J。 (2)电水壶加热时间t=12 min57 s=777 s。 根据Q放=I2Rt=Pt，得 Q放=1 500 W×777 s=1 165 500 J。 (3)根据的η含义η=W有用/W总= Q吸/Q放=9.324×105 J/（1.165 5×106 J）=80%。 (4)见思路解析 |
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