Question

如图所示的太阳能热水器，晴天以吸收太阳能作为加热方式，阴雨天可用电加热方式．当热水器水箱内水的质量为120kg，水温由15℃升高到45℃时，求：
（1）这些水吸收的热量是多少？[c_水=4.2×10³ J/（kg?℃）]
（2）如果在阴雨天，利用“220V  2000W”的电热管在额定电压下加热上述的水需3h，则该电热管要消耗的电能是多少？
（3）该电热管工作时的效率是多少？

Answer 1

分析：（1）根据Q=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）根据P=

W

t

求出消耗的电能；
（3）根据η=

Q

W

求出电热管的效率．

解答：已知：质量m=120kg，初温t₀=15℃，末温t=45℃，功率P=2000W，时间t=3h=1.08×10⁴s，
求：（1）水吸收的热量Q=？；（2）电热管要消耗的电能W=？；（3）电热管工作时的效率η=？
解：（1）水吸收的热量：
Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×120kg×（45℃-15℃）=1.512×10⁷J；
（2）∵P=

W

t

∴电热管要消耗的电能：
W=Pt=2000W×1.08×10⁴s=2.16×10⁷J；
（3）电热管工作时的效率：
η=

Q

W

×100%=

1.512×107J

2.16×107J

×100%=70%．
答：（1）这些水吸收的热量是1.512×10⁷J；
（2）该电热管要消耗的电能是2.16×10⁷J；
（3）该电热管工作时的效率是70%．

点评：此题主要考查的是学生对热量计算、电功率、电热管效率计算公式的理解和掌握，基础性题目．