Question

太陽(yáng)能是一種理想的綠色能源，小民家最近安裝了一臺(tái)太陽(yáng)能、電能兩用熱水器，容積為100L，加熱功率為2kW，已知c=4.2×10³J/（kg?℃）．求：
（1）一般光照條件下，一滿(mǎn)箱20℃的水到傍晚水溫可達(dá)60℃，則水吸收了多少熱量？
（2）在陰雨連綿的天氣里，需要用電熱器加熱，要使這些水升高同樣的溫度，則電熱器要工作多長(zhǎng)時(shí)間？耗電多少度？（若不計(jì)熱損失）

Answer 1

解：
（1）∵ρ=，
∴水的質(zhì)量：
m=ρV=1×10³㎏/m³×100×10^-3m³=100kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（㎏?℃）×100kg×（60℃-20℃）=1.68×10⁷J；
（2）由題知，W=Q_吸=1.68×10⁷J≈4.7kW?h=4.7度；
∵P=，
電熱器要工作時(shí)間：
t===8400s=140min．
答：（1）水吸收了1.68×10⁷J的熱量；
（2）電熱器要工作140min時(shí)間，耗電4.7度．
分析：（1）知道水的體積，利用密度公式求水的質(zhì)量，又知道水的比熱容、初末溫度，由吸熱公式Q_吸=cm△t可求出水吸收的熱量；
（2）用電熱器加熱，要使這些水升高同樣的溫度，不計(jì)熱損失，W=Q_吸，知道加熱功率，利用t=求加熱時(shí)間．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與實(shí)際生活相聯(lián)系，使學(xué)生覺(jué)得學(xué)了物理有用，熟練應(yīng)用密度公式、吸熱公式、電功率公式的變形公式即可正確解題．