Question

6．小明用重10N的电热水壶装了2kg的水，已知电热水壶与面接触面积约为0.01m²，电热水壶的功率为1000W，水温20℃，C_水=4.2×10³J/（kg•℃）．
求：
（1）水的重力．
（2）电热水壶对桌面的压强．
（3）烧开一壶水至少需要多长时间．

Answer 1

分析 （1）利用G=mg计算水的重力．
（2）电热水壶对桌面的压力等于水和壶的重力之和，利用p=$\frac{F}{S}$电热水壶对桌面的压强．
（3）利用Q=cm△t计算水吸收的热量，然后利用P=$\frac{W}{t}$计算烧开一壶水至少需要的时间．

解答 解：（1）水的重力：G_水=m_水g=2kg×10N/kg=20N；
（2）电热水壶对桌面的压力：F=G=G_水+G_壶=20N+10N=30N，
电热水壶对桌面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{30N}{0.01{m}^{2}}$=3000Pa；
（3）水吸收的热量：Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100°C-20°C）=6.72×10⁵J，
根据P=$\frac{W}{t}$可得，烧开一壶水至少需要的时间t=$\frac{W}{P}$=$\frac{Q}{P}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{1000W}$=627s．
答：（1）水的重力为20N．
（2）电热水壶对桌面的压强为3000Pa．
（3）烧开一壶水至少需要627s．

点评 此题考查重力、压强、热量的计算，功率公式的应用，是一道力学和热学综合题，难度不大，关键是知道电热水壶对桌面的压力等于水和壶的重力之和．