Question

1．如圖甲是某同學(xué)家的水族箱，箱內(nèi)盛水40L，為了讓熱帶魚有一個舒適的生活環(huán)境，箱內(nèi)裝有一個“220V 200W”的電加熱棒給水加熱，當(dāng)水溫升到設(shè)定值時，加熱棒便自動停止工作，待水溫自然冷卻到一定溫度后再次加熱，使箱內(nèi)水溫穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)，水溫隨時間變化圖象如圖乙所示．求：

（1）水族箱內(nèi)水吸收的熱量；[C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）電加熱棒給水加熱時的效率．

Answer 1

分析 （1）由m=ρV求水的質(zhì)量，由圖乙可知溫度的變化，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）應(yīng)用W=Pt求出消耗的電能，應(yīng)用效率公式可以求出電加熱棒給水加熱時的效率．

解答 解：（1）40L水的質(zhì)量m=ρV=1.0×10³kg/m³×40×10^-3m³=40kg，
由圖可知，加熱過程中溫度由22℃加熱到28℃，
水吸收的熱量：Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×（28℃-22℃）=1.008×10⁶J；
（2）加熱時間為100min消耗的電能：
W=Pt=200W×100×60s=1.2×10⁶J，
電加熱棒給水加熱時的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.008×1{0}^{6}J}{1.2×1{0}^{6}J}$×100%=84%．
答：（1）在一次加熱過程中水從22℃升高到28℃需要吸收1.008×10⁶J的熱量；
（2）電加熱棒給水加熱時的效率為84%．

點評 本題考查了電功公式、吸熱公式、效率公式的應(yīng)用，從圖象中得出加熱時間和溫度的變化是關(guān)鍵．