Question

18．铸铁养生茶壶起源于古老的中国，经过中国民间工艺大师的精心雕琢和传统工艺的完善，把历史底蕴的“中国功夫茶文化”与现代“铁粉补给”的健康理念有机地糅合在一起，古朴典雅的铁瓶+芬芳馥郁的香茗+铁粉补给，返璞归真于环保-绿色-健康的“中国铁瓶茶道”而风靡于欧美及东南亚．小红的爸爸近日买了一把铸铁壶和与之配套的加热设备电陶壶，如图所示，其铭牌如表所示．

电陶炉
额定电压	220V
频率	50Hz
额定功率	1500W
铸铁壶
型号	YYG-1600
容量	1600mL
壶体质量	2kg

小红对这套烧水设备及感兴趣，并进行了探究．首先按要求在铸铁壶中加满初温为20℃的水，在额定电压下用了8min的时间将水烧开【设当时的气压为标准大气压，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）】，求：
（1）水吸收的热量；
（2）将水烧开所消耗的电能；
（3）这套烧水设备的效率；
（4）水烧开后，小红小心地把铸铁壶提下来，奇怪地发现水烧开后整个壶体都很烫，但壶把却是温温的，你能解释此现象吗？壶把所用材料的导热性比壶体差．

Answer 1

分析 （1）根据多铭牌字样，由m=ρV求出水的质量，再由Q_吸=cm△t计算水吸收的热量；
（2）用电器在额定电压下工作时，其实际功率与额定功率相等，由W=Pt计算所消耗的电能；
（3）根据水吸收的热量和其间所消耗的电能，由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%计算该设备的效率；
（4）导热性是物体的一种属性，不同的物体导热性能不同，据此答题．

解答 解：
（1）铸铁壶中加满水时，水的质量为：m=ρV=1.0×10³kg/m³×1600×10^-6m³=1.6kg，
在一个标准大气压下，水的沸点为100℃，
水吸收的热量：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.6kg×（100℃-20℃）=5.376×10⁵J；
（2）由表格数据可知，在额定电压下工作8min所消耗的电能：
W=Pt=1500W×8×60s=7.2×10⁵J；
（3）这套烧水设备的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{5.376×1{0}^{5}J}{7.2×1{0}^{5}J}$×100%≈75%；
（4）不同物体的导热性能不同，水烧开后整个壶体都很烫，但壶把却是温温的，表明壶把所用材料的导热性比壶体差．
答：（1）水吸收的热量为5.376×10⁵J；
（2）将水烧开所消耗的电能为7.2×10⁵J；
（3）这套烧水设备的效率为75%；
（4）整个壶体都很烫，但壶把却是温温的，表明壶把所用材料的导热性比壶体差．

点评 本题考查热量、电功及热效率的计算，要会从表格数据中获取信息，理解用电器正常工作时，其实际功率等于额定功率．