【題目】愛好科學的小明同學找來了一種電熱飲水機.如圖:甲是飲水機的簡化示意圖,S是溫控開關(guān),當S、S1都閉合時為加熱狀態(tài),S斷開、S1閉合為保溫狀態(tài).圖乙是飲水機的銘牌參數(shù).請你幫他求出:
(1)初溫為20℃的一滿箱水,用此飲水機將水加熱到90℃需要吸收的熱量是多少?[C=4.2×103J/(kg℃)]
(2)電阻絲R2的阻值多大?
(3)在正常加熱狀態(tài)工作下,加熱5min需要消耗的電能是多少J?
(4)如果水吸收的熱量由天然氣來提供,需要完全燃燒多少體積的天然氣?(天然氣的熱值為8.4×107J/m3 , 天然氣完全燃燒放出的熱量50%給水吸收)

【答案】
(1)解:水吸收的熱量:

Q=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg℃)×2kg×(90℃﹣20℃)=5.88×105J;

答:初溫為20℃的一滿箱水,用此飲水機將水加熱到90℃需要吸收的熱量是5.88×105J;


(2)解:當S斷開、S1閉合時,電路為R2的簡單電路,飲水機處于保溫狀態(tài),

由P=UI= 可得,電阻絲R2的阻值:

R2= = =1100Ω;

答:電阻絲R2的阻值為1100Ω;


(3)解:由P= 可得,加熱5min需要消耗的電能:

W=P加熱t′=1000W×5×60s=3×105J;

答:在正常加熱狀態(tài)工作下,加熱5min需要消耗的電能是3×105J;


(4)解:由η= ×100%可得,天然氣完全燃燒釋放的熱量:

Q= = =1.176×106J,

由Q=Vq可得,需要完全燃燒天然氣的體積:

V= = =0.014m3

答:如果水吸收的熱量由天然氣來提供,需要完全燃燒多少體積的天然氣0.014m3


【解析】(1)由乙圖可知一滿箱水的質(zhì)量,又知道水的初溫、末溫以及比熱容,根據(jù)Q=cm(t﹣t0)求出水吸收的熱量;(2)當S斷開、S1閉合時,電路為R2的簡單電路,飲水機處于保溫狀態(tài),根據(jù)P=UI= 求出電阻絲R2的阻值;(3)在正常加熱狀態(tài)工作時其功率和額定功率相等,根據(jù)W=Pt求出加熱5min需要消耗的電能;(4)由η= ×100%求出天然氣完全燃燒釋放的熱量,利用Q=Vq求出需要完全燃燒天然氣的體積.

練習冊系列答案
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