Question

18．鑄鐵養(yǎng)生茶壺起源于古老的中國，經(jīng)過中國民間工藝大師的精心雕琢和傳統(tǒng)工藝的完善，把歷史底蘊的“中國功夫茶文化”與現(xiàn)代“鐵粉補給”的健康理念有機地糅合在一起，古樸典雅的鐵瓶+芬芳馥郁的香茗+鐵粉補給，返璞歸真于環(huán)保-綠色-健康的“中國鐵瓶茶道”而風(fēng)靡于歐美及東南亞．小紅的爸爸近日買了一把鑄鐵壺和與之配套的加熱設(shè)備電陶壺，如圖所示，其銘牌如表所示．

電陶爐
額定電壓	220V
頻率	50Hz
額定功率	1500W
鑄鐵壺
型號	YYG-1600
容量	1600mL
壺體質(zhì)量	2kg

小紅對這套燒水設(shè)備及感興趣，并進行了探究．首先按要求在鑄鐵壺中加滿初溫為20℃的水，在額定電壓下用了8min的時間將水燒開【設(shè)當時的氣壓為標準大氣壓，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）】，求：
（1）水吸收的熱量；
（2）將水燒開所消耗的電能；
（3）這套燒水設(shè)備的效率；
（4）水燒開后，小紅小心地把鑄鐵壺提下來，奇怪地發(fā)現(xiàn)水燒開后整個壺體都很燙，但壺把卻是溫溫的，你能解釋此現(xiàn)象嗎？壺把所用材料的導(dǎo)熱性比壺體差．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)多銘牌字樣，由m=ρV求出水的質(zhì)量，再由Q_吸=cm△t計算水吸收的熱量；
（2）用電器在額定電壓下工作時，其實際功率與額定功率相等，由W=Pt計算所消耗的電能；
（3）根據(jù)水吸收的熱量和其間所消耗的電能，由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%計算該設(shè)備的效率；
（4）導(dǎo)熱性是物體的一種屬性，不同的物體導(dǎo)熱性能不同，據(jù)此答題．

解答 解：
（1）鑄鐵壺中加滿水時，水的質(zhì)量為：m=ρV=1.0×10³kg/m³×1600×10^-6m³=1.6kg，
在一個標準大氣壓下，水的沸點為100℃，
水吸收的熱量：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.6kg×（100℃-20℃）=5.376×10⁵J；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知，在額定電壓下工作8min所消耗的電能：
W=Pt=1500W×8×60s=7.2×10⁵J；
（3）這套燒水設(shè)備的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{5.376×1{0}^{5}J}{7.2×1{0}^{5}J}$×100%≈75%；
（4）不同物體的導(dǎo)熱性能不同，水燒開后整個壺體都很燙，但壺把卻是溫溫的，表明壺把所用材料的導(dǎo)熱性比壺體差．
答：（1）水吸收的熱量為5.376×10⁵J；
（2）將水燒開所消耗的電能為7.2×10⁵J；
（3）這套燒水設(shè)備的效率為75%；
（4）整個壺體都很燙，但壺把卻是溫溫的，表明壺把所用材料的導(dǎo)熱性比壺體差．

點評 本題考查熱量、電功及熱效率的計算，要會從表格數(shù)據(jù)中獲取信息，理解用電器正常工作時，其實際功率等于額定功率．