Question

小明家新安裝了一臺(tái)電熱水器，其銘牌如右表．若自來(lái)水的溫度是20℃，充滿水后，小明將調(diào)溫開(kāi)關(guān)調(diào)到如圖所示的位置．接通電源，加熱指示燈亮；1h20min后達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，加熱指示燈熄滅．請(qǐng)你幫助小明回答下列問(wèn)題：

貯水式電熱水器
型號(hào)：	V-50
額定容量：	50kg
額定電壓：	220V
額定頻率：	50HZ
額定壓強(qiáng)：	0.6MPa
額定功率：	2200W

（1）電熱水器正常工作時(shí)，通過(guò)它的電流多大？此時(shí)它的電阻多大？
（2）加熱指示燈從亮到滅的過(guò)程中，熱水器中的水一共吸收多少熱量？
（3）小明認(rèn)為水吸收的熱量是由電能提供的，于是他結(jié)合熱水器銘牌的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出從接通電源到指示燈熄滅需要的時(shí)間，明顯小于1h20min，為什么實(shí)際加熱時(shí)間要長(zhǎng)呢？請(qǐng)你幫助小明簡(jiǎn)單分析原因．

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求出通過(guò)它的電流，再根據(jù)歐姆定律求出它的電阻；
（2）充滿水后水的質(zhì)量和額定容量相等，由圖可知設(shè)定的溫度即為水的末溫，根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量；
（3）實(shí)際加熱時(shí)間總是要大于理論計(jì)算時(shí)間，這是因?yàn)橄�耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能不可能全部被水吸收，也可能是電熱水器工作電壓低于額定電壓時(shí)，實(shí)際功率小于額定功率造成的．

解答：解：（1）電熱水器正常工作時(shí)的功率為2200W，
根據(jù)P=UI可得，通過(guò)它的電流：
I=

P

U

=

2200W

220V

=10A，
根據(jù)歐姆定律可得，此時(shí)它的電阻：
R=

U

I

=

220V

10A

=22Ω；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×10⁶J；
（3）熱水器消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能不可能全部被水吸收，存在熱量損失；
或電熱水器工作電壓低于額定電壓時(shí)，實(shí)際功率小于額定功率，也會(huì)使加熱時(shí)間增加．
答：（1）電熱水器正常工作時(shí)，通過(guò)它的電流為10A，此時(shí)它的電阻為22Ω；
（2）加熱指示燈從亮到滅的過(guò)程中，熱水器中的水一共吸收了的熱量8.4×10⁶J；
（3）熱水器消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能不可能全部被水吸收，存在熱量損失；
或電熱水器工作電壓低于額定電壓時(shí)，實(shí)際功率小于額定功率，也會(huì)使加熱時(shí)間增加．

點(diǎn)評(píng)：電熱水壺在工作過(guò)程中，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，轉(zhuǎn)化效率不可能是100%，同時(shí)得到的內(nèi)能也不能被水完全吸收，所以水吸收的熱量比消耗的電能要少很多．