Question

6．使用電熱水壺燒水，具有便捷、環(huán)保等優(yōu)點，如圖是小明家電熱水壺的銘牌．使用該電熱器將1kg水從20℃加熱到100℃，正常工作情況下，實際用時7分鐘，已知水的比熱容c_水=4.2×10³J/（kg•℃）．求：
（1）水吸收的熱量是多少？
（2）如果這些熱量通過燃燒煤氣來獲得，至少需要多少kg煤氣？（已知煤氣的熱值q=4.2×10⁷J/kg）
（3）電熱水壺加熱水的效率．

Answer 1

分析 （1）知道水的質量、比熱容和溫度的變化，根據Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）由題意可知Q_放=Q_吸，根據Q_放=mq求出這些熱量由煤氣獲得時需要煤氣的質量；
（3）電熱器正常工作時的功率和額定功率相等，根據W=Pt求出消耗的電能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出電熱水壺加熱水的效率．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）
=3.36×10⁵J；
（2）由題意可知，Q_放=Q_吸=3.36×10⁵J，
由Q_放=mq可得，需要燃燒的煤氣質量：
m_煤氣=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3.36×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{7}J/kg}$=0.008kg；
（2）由銘牌知電熱水壺正常工作時的功率為1000W，由P=$\frac{W}{t}$可得正常工作7min消耗的電能：
W=Pt=1000W×7×60s=4.2×10⁵J，
電熱水壺的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.36×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{5}J}$×100%=80%．
答：（1）水吸收的熱量是多少3.36×10⁵J；
（2）如果這些熱量通過燃燒煤氣來獲得，至少需要0.008kg煤氣；
（3）電熱水壺加熱水的效率為80%．

點評 本題考查了電功與熱量的綜合計算，涉及到吸熱公式、燃料完全燃燒放出熱量公式、電功公式和效率公式的綜合應用，要注意用電器正常工作時的功率和額定功率相等．