Question

電熱水壺上標(biāo)示有下列數(shù)據(jù)表格，它裝有1.6kg的50℃的溫泉水．電熱水壺正常工作7min后，在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的水被加熱至沸騰．求：[已知：c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]

額定容積  （ L ）	2
額定功率  （ kW ）	1
額定電壓  （ V ）	220
凈重      （ kg ）	25

（1）水吸收的熱量；
（2）電熱水壺消耗的電能；
（3）電熱水壺的效率；
（4）水燒開的過程中，壺蓋不斷“跳動(dòng)”，請分析一下原因．

Answer 1

分析：（1）知道水的質(zhì)量及初溫、末溫，由吸熱公式求水吸收的熱量（有用能量）；
（2）已知電熱水壺的額定功率和通電時(shí)間，根據(jù)W=Pt可求電流做的功，即電熱水壺消耗的電能（總能量）；
（3）用水吸收的熱量除以電流做功就是電磁爐的效率；
（4）做功可以改變物體的內(nèi)能，當(dāng)對物體做功時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，當(dāng)物體對外做功時(shí)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．

解答：解：（1）由圖知，水沸騰時(shí)的溫度為t=100℃，水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×1.6kg×（100℃-50℃）
=3.36×10⁵J；
（2）∵電熱水壺正常工作，
∴P=P_額=1kW=1000W，
消耗的電能：
W=Pt=1000W×7×60s=4.2×10⁵J，
（3）電熱水壺的效率：
η=

Q吸

W

×100%=

3.36×105J

4.2×105J

×100%=80%；
（4）水燒開的時(shí)候，壺內(nèi)產(chǎn)生大量的水蒸氣，水蒸氣膨脹對壺蓋做功，把水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為壺蓋的機(jī)械能，因此壺蓋會(huì)跳動(dòng)．
答：（1）水吸收的熱量為3.36×10⁵J；
（2）電熱水壺消耗的電能為4.2×10⁵J；
（3）電熱水壺的效率為80%；
（4）水燒開的時(shí)候，壺內(nèi)產(chǎn)生大量的水蒸氣，水蒸氣膨脹對壺蓋做功，把水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為壺蓋的機(jī)械能，因此壺蓋會(huì)跳動(dòng)．

點(diǎn)評(píng)：本題為電功和熱量的綜合計(jì)算題，考查了學(xué)生對吸熱公式、熱效率公式、電功公式的理解和靈活運(yùn)用，同時(shí)考查學(xué)生對生活中物理現(xiàn)象的觀察分析能力，生活中處處有物理，要多觀察、多思考，屬于難題．