Question

某機(jī)關(guān)辦公樓安裝了一臺(tái)電熱水器，下表是電熱水器的銘牌，如果水箱中水的初溫是20℃，外界大氣壓是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓．求：
（1）電熱水器在正常工作時(shí)的電流是多大？
（2）熱水器最多能裝多少kg的水？
（3）熱水器裝滿水后，正常工作多長時(shí)間可以把水箱中的水燒開？

額定電壓/V	220	容積/L	40
頻率/Hz	50	效率/%	80
額定功率/kW	6	超溫保護(hù)/℃	150

Answer 1

分析：（1）電熱水器正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出正常工作時(shí)的電流；
（2）熱水器裝滿水時(shí)水的體積和容積相等，根據(jù)ρ=

m

V

求出最多可裝水的質(zhì)量；
（3）一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量，再根據(jù)效率公式求出熱水器放出的熱量，利用Q=W=Pt求出加熱時(shí)間．

解答：解：（1）電熱水器正常工作時(shí)的功率P=6kW=6000W，電壓為220V，
根據(jù)P=UI可得，正常工作時(shí)的電流：
I=

P

U

=

6000W

220V

≈27.3A；
（2）根據(jù)ρ=

m

V

可得，熱水器裝滿水的質(zhì)量為：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×40×10^-3m³=40kg；
（3）水燒開時(shí)的溫度為100℃，則水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×40kg×（100℃-20℃）=1.344×10⁷J，
根據(jù)η=

Q吸

Q放

×100%可得，熱水器放出的熱量：
Q_放=

Q吸

80%

=

1.344×107J

80%

=1.68×10⁷J，
根據(jù)Q=W=Pt可得，電熱水器正常工作的時(shí)間：
t=

Q吸

P

=

1.68×107J

6000W

=2800s．
答：（1）電熱水器在正常工作時(shí)的電流是27.3；
（2）熱水器最多能裝40kg的水；
（3）熱水器裝滿水后，正常工作2800s可以把水箱中的水燒開．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電功和熱量的綜合計(jì)算，涉及到電功率公式、密度公式、吸熱公式、效率公式的綜合應(yīng)用，要注意一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃．