Question

4．如圖是小明家新買額電熱水壺，它的額定電壓是220V，額定功率是2000W，小明在壺中裝入1.5kg初溫為20℃的水，電熱水壺正常工作6min將這壺水燒開（1標準大氣壓下）．求：
（1）水吸收的熱量是多少？
（2）電熱水壺?zé)�開這壺水的效率是多少？
（3）燒開這壺水消耗的電能相當(dāng)于完全燃燒多少m³的煤氣？
（q_煤氣=4.0×10⁷J/m³）

Answer 1

分析 （1）由于是在1標準大氣壓下將水燒開，則可知水的末溫為100℃，然后根據(jù)公式Q=cm△t可求水吸收的熱量．
（2）已知加熱時間和額定功率，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可求得加熱過程中消耗的電能，然后求出效率；
（3）由題知，Q_放=W，再利用Q_放=Vq求需要完全燃燒多少煤氣．

解答 解：
（1）由于是在1標準大氣壓下將水燒開，則可知水的末溫t=100℃，
所以水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×10⁵J；
（2）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可得，加熱過程中消耗的電能：
W=Pt=2000W×6×60s=7.2×10⁵J，
電熱水壺?zé)�開這壺水的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{7.2×1{0}^{5}J}$×100%=70%；
（3）由題意可知：Q_放=W=7.2×10⁵J，
由Q_放=Vq可得：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{7.2×1{0}^{5}J}{4.0×1{0}^{7}J/kg}$=0.018m³．
答：（1）水吸收的熱量是5.04×10⁵J；
（2）電熱水壺?zé)�開這壺水的效率是70%；
（3）燒開這壺水消耗的電能相當(dāng)于完全燃燒0.018m³的煤氣．

點評 本題考查了學(xué)生對吸熱公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃燒放熱公式Q_放=Vq的掌握和運用，計算時注意固體燃料熱值單位（J/kg）與氣體燃料熱值單位（J/m³）的區(qū)別．