Question

小偉家新買了一個家用電熱水壺，其有關的技術參數如圖所示．他根據自己所學的相關物理知識想對新水壺進行一下驗證，于是在家里做起了實驗．他先把水倒入水壺標定容量處，用溫度計測出水的初溫是20℃，然后接通電源，同時開始記錄時間，他發現電熱水壺正常工作5min水便燒開了（設當時的氣壓為一標準大氣壓）．【1L=10^-3m³；C_水=4.2×10³J/（Kg?℃）】

型號	T76
額定電壓	220V
額定頻率	50Hz
額定功率	1000W
額定容積	0.8L

求：（1）燒開這壺水吸收的熱量；
（2）電熱水壺消耗的電能；
（3）比較（1）、（2）兩問所得的數據，請你做出合理解釋（寫出一種即可）．

Answer 1

分析：（1）一標準大氣壓下，水的沸點是100℃，根據熱量的公式Q=Cm△t可求得；
（2）利用電功公式可計算出電功；
（3）比較兩個數據可以發現，電功大，水吸收的熱量小，可以從電能在傳遞過程中的利用率方面考慮．

解答：解：（1）△t=100℃-20℃=80℃，
根據熱量的公式Q=Cm△t，
燒開這壺水吸收的熱量Q_吸=Cm△t=CρV△t=4.2×10³J/（Kg?℃）×1.0×10³kg/m³×0.8×10^-3m³×80℃=2.688×10⁵J
（2）t=5min=300s，
由電功率公式W=Pt，
電熱水壺消耗的電能W=Pt=1000W×300s=3×10⁵J
（3）分析計算結果可知，電熱水壺消耗的電能大于燒開這壺水吸收的熱量；
如果不考慮熱量散失，消耗的電能完全轉化為內能，二者相等，實際是存在熱量散失的，故吸收的熱量不可能等于消耗的電能，所以合理．
答：（1）燒開這壺水吸收的熱量為2.688×10⁵J；（2）電熱水壺消耗電能為3×10⁵J；
（3）合理，原因是燒水時熱量有損失或壺體本身要吸熱．

點評：本題考查消耗的電能、吸收的熱量的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是分析出現偏差的原因．