Question

4．某电热水器，额定功率为2000W．当热水器正常工作40min时，可将50kg的水从20℃加热到40℃．水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）．试求：
（1）这50kg水吸收的热量是多少？
（2）热水器消耗的电能是多少？
（3）热水器的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）热水器正常工作时的功率和额定功率相等，又知道工作时间，利用W=Pt求出热水器消耗的电能；
（3）水吸收的热量和消耗电能的比值即为热水器的效率．

解答 解：（1）这50kg水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（40℃-20℃）
=4.2×10⁶J；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，热水器消耗的电能：
W=Pt=2000W×40×60s=4.8×10⁶J；
（3）热水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{4.8×1{0}^{6}J}$×100%=87.5%．
答：（1）这50kg水吸收的热量是4.2×10⁶J；
（2）热水器消耗的电能是4.8×lO⁶J；
（3）热水器的效率是87.5%．

点评 本题是一道电学与热学的综合应用题，涉及到吸热公式和电功公式、效率公式的应用，要注意用电器正常工作时的功率和额定功率相等．