Question

小明家的新房子想裝一臺電熱水器，小明發(fā)現(xiàn)市場上的電熱水器分為儲水式和無水箱式兩種．儲水式電熱水器要用較長時(shí)間把水箱中的水加熱，待水溫達(dá)到要求后用水箱中的熱水淋�。疅o水箱式電熱水器使冷水流過電熱器就達(dá)到要求的溫度而立即從噴頭流出供淋浴．已知：冷水溫度為15℃；淋浴所需熱水溫度為40℃，電熱水器一分鐘流出熱水的質(zhì)量約為4kg；水的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃）．求：
（1）將質(zhì)量為4kg、溫度為15℃的冷水，加熱到淋浴所需要的溫度，水吸收的熱量是多少？
（2）如果不考慮熱量的損失，無水箱式電熱水器的電功率至少應(yīng)該是多大才能滿足淋浴的要求？
（3）小明家新房子的電路允許通過的最大電流約20A，問他家能不能使用無水箱式電熱水器？

Answer 1

解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（㎏?℃）×4kg×（40℃-15℃）
=4.2×10⁵J
（2）由題知：Q_吸=W_電=Pt，
無水箱式電熱水器的電功率：
P===7000W；
（3）∵P=UI，家庭電路中U=220V，
∴使用無水箱式電熱水器時(shí)電路中的電流：
I==≈31.8A＞20A，
∴他家不能使用無水箱式電熱水器．
答：（1）水吸收的熱量是4.2×10⁵J；
（2）無水箱式電熱水器的電功率至少是7000W才能滿足淋浴的要求；
（3）小明不能使用無水箱式電熱水器．
分析：（1）知道水的質(zhì)量、水溫的升高值、水的比熱容，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）求出了水吸收的熱量和加熱時(shí)間，利用Q_吸=W_電=Pt求無水箱式電熱水器的電功率；
（3）求出了無水箱式電熱水器的電功率，知道家庭電路的電壓，利用P=UI求使用電熱水器時(shí)電路中的電流，看是否超過20A，判斷能不能使用無水箱式電熱水器．
點(diǎn)評：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，綜合考查了熱量的計(jì)算、電功率的計(jì)算，與生活相聯(lián)系，靈活選用公式是關(guān)鍵．