Question

11．某电水壶的铭牌信息如图所示，电水壶在标准大气压下工作．已知c_水=4.2×10³J/（kg•℃）电水壶装满初温20℃的水时，将水烧开．求：
①水吸收的热量是多少？
②电水壶烧水过程中的能量转化效率为80%，求电水壶烧开水的时间．
③请写出提高电热水壶效率的方法．

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温（在标准大气压下，水的沸点为100℃），根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出消耗的电能，利用P=$\frac{W}{t}$求出电水壶烧开水的时间；
（3）要想提高电热水壶的效率，应减小热量的散失，故可以从保温等方面进行分析．

解答 解：①水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
②由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%可得，消耗的电能：
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{80%}$=8.4×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，电水壶烧开水的时间：
t₁=$\frac{W}{P}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{2000W}$=420s；
③要想提高电热水壶的比热，应减小热量的散失，故可以为壶嘴加上盖子或及时清除水垢．
答：①水吸收的热量是6.72×10⁵J；
②电水壶烧开水的时间为420s；
③为壶嘴加上盖子（或及时清除水垢）．

点评 本题是一道电学和热学的综合计算题，涉及到热量和效率、电功的计算，与生活相连，使学生觉得学了物理有用．