题目内容
8.| ××牌热水器 | ||
| 型号HM-20 | 集热管数32支 | 额定频率50Hz |
| 水箱容积250L | 集热管管长180cm | 额定电压220V |
| 防水等级A | 系统承压3.0MPa | 额定功率4400W |
(2)太阳能热水器贮满水,水温从10℃加热到50℃时吸收了多少热量?(1L=10-3m3)
(3)由于寒冷阴雨,太阳能热水器只将水加热到35℃,现要通过电热丝将水加热到50℃使用,需电加热器正常工作多长时间?(设电能全部转化为内能)
分析 (1)由电热水器的铭牌信息可知额定电压及额定功率,则由功率公式可求得正常工作时的电流;再利用欧姆定律可求得电阻;
(2)已知水的体积和密度,根据公式m=ρV可求水的质量;再利用公式Q吸=cm(t-t0)可求水吸收的热量;
(3)求出水从35℃加热到50℃吸收的热量,由题知W电=Q吸,再由公式t=$\frac{W}{P}$求电加热器正常工作时间
解答 解:
(1)由于电热水器正常工作,
则U=U额=220V,P=P额=4400W;
由P=IU可得电热水器正常工作时的电流:
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{4400W}{220V}$=20A;
由I=$\frac{U}{R}$可得,热水器电热丝的电阻:
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{20A}$=11Ω;
(2)由ρ=$\frac{m}{V}$得水的质量:
m=ρ水V=1000kg/m3×250×10-3m3=250kg;
吸收太阳的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×250kg×(50℃-10℃)=4.2×107J;
(3)水从35℃加热到50℃吸收的热量:
Q吸′=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×250kg×(50℃-35℃)=1.575×107J,
由题知,W电=Q吸′,
由P=$\frac{W}{t}$可得,电加热器正常工作时间:
t=$\frac{{W}_{电}}{{P}_{额}}$=$\frac{1.575×1{0}^{7}J}{4400W}$≈3580s.
答:(1)电热水器正常工作时,电热丝的电阻为11Ω,电流是20A;
(2)太阳能热水器贮满水,水温从20℃加热到50℃时吸收了4.2×107J;
(3)现要通过电热丝将水加热到50℃使用,需电加热器正常工作3580s的时间.
点评 本题为电功和热量的综合计算题,考查了电能的计算、热量的计算、电流和电阻的计算,知识面广,难度大,要求学生要掌握各方面的知识,才能解决综合性的问题.
| A. | 太阳能属于可再生能源 | B. | 火力发电无污染 | ||
| C. | 地热能是二次能源 | D. | 核能是绝对安全的能源 |
| A. | 绳子自由端移动的速度为0.3m/s | B. | 滑轮组的机械效率为80% | ||
| C. | 人拉绳做功的功率为75W | D. | 动滑轮重为100N |