Question

如图所示，电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S₂自动控制），当开关S₁、S₂都闭合时，热水器处于

加热

状态．在热水器的蓄水桶中装水至最高水位后，桶中水的质量为10kg，则（1）把这些水由25℃加热到95℃时需吸收多少热量？
（2）这些热量相当于完全燃烧多少焦碳放出的热量？（已知水的比热容为4.2×10 ³ J/（kg?℃），焦碳的热值为3.0×10 ⁷ J/kg）

Answer 1

分析：分析当S₁、S₂均闭合时的电路连接方式，由P=

U2

R

判断饮水机处于什么状态；
（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）由题知这些热量由完全燃烧焦碳放出，根据燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq求需要焦炭的质量．

解答：解：
当S₁、S₂均闭合时，R₁和R₂并联，此时电路中的电阻最小，由P=

U2

R

可知，功率最大，此时饮水机处于加热状态；
（1）水吸收热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×（95℃-25℃）=2.94×10⁶J；
（2）由题知，Q_放=Q_吸=2.94×10⁶J，
∵Q放=m′q，
∴m′=

Q放

q

=

2.94×106J

3×107J/kg

=0.098kg．
答：加热；
（1）把这些水由25℃加热到95℃时需吸收2.94×10⁶J的热量；
（2）这些热量相当于完全燃烧0.098kg焦碳放出的热量．

点评：本题考查了学生对物体吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，分析当S₁、S₂均闭合时的电路连接方式，根据电功率公式判断饮水机的状态是本题的难点．