Question

13．獲取內(nèi)能的方式有多種，其中有一種方式就是通過電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，現(xiàn)將一電水壺中質(zhì)量為2kg，溫度為20℃的水，加熱到65℃需用時(shí)14min，而電水壺每分鐘放出的熱量為3×10⁴J，水的比熱容為4.2×10³J（kg•℃）．
求：
（1）將這壺水從20℃加熱到65℃，水的內(nèi)能增加了多少？
（2）這種電水壺?zé)�水的效率為多少？（電水壺中水吸收的熱量占電水壺放出熱量的比例�?

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量，水的初溫和末溫，利用公式Q=cm△t求水吸收的熱量（有用能量），水吸收熱量內(nèi)能增加；
（2）利用公式W=Pt求消耗的電能（總能量），利用公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求電水壺的效率．

解答 解：（1）水的質(zhì)量m=2kg，初溫t₀=20℃，終溫t=65℃，比熱容c=4.2×10³J/（kg•℃），
水吸收的熱量，即水增加的內(nèi)能：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（65℃-20℃）=3.78×10⁵J；
（2）消耗的電能：
W=14min×3×10⁴J/min=4.2×10⁵J，
電水壺的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.78×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{5}J}$×100%=90%；
答：（1）水的內(nèi)能增加了3.78×10⁵J；（2）電水壺?zé)�水的效率�?0%．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與實(shí)際生活相聯(lián)系，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，從銘牌表上得到相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵．