Question

4．小华购买了一个暖手宝，从说明书中知道了它的额定功率是600W，暖手宝中的水袋内装有0.3kg的水．某次小华将袋内的水由20℃加热到80℃耗时3min．水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），求：
（1）加热过程中水吸收的热量是多少？
（2）暖手宝消耗的电能是多少？
（3）暖手宝加热的效率是多大？

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）暖手宝正常工作时的电功率为额定功率，又知道工作时间，利用W=Pt求暖手宝消耗的电能；
（3）水吸收的热量是有用的能量，暖手宝消耗的电能为总能量，利用效率公式求暖手宝的效率．

解答 解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.3kg×（80℃-20℃）=7.56×10⁴J；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可知，暖手宝消耗的电能：
W=Pt=600W×3×60s=1.08×10⁵J；
（3）暖手宝加热的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{7.56×1{0}^{4}J}{1.08×1{0}^{5}J}$×100%=70%．
答：（1）暖手宝加热的效率7.56×10⁴J；
（2）暖手宝消耗的电能是1.08×10⁵J；
（3）暖手宝加热的效率是70%．

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，注意单位统一．