Question

【題目】如圖甲所示是小夢(mèng)家新購(gòu)買未拆封的電熱水器，他發(fā)現(xiàn)包裝箱上有一銘牌，如圖乙所示。待電熱器安裝完畢注滿水后，他關(guān)閉了家中的其他用電器，只讓電熱水器工作，觀察到家里的電能表（如圖丙所示）的轉(zhuǎn)盤1min轉(zhuǎn)了20圈，電熱水器中的水從15℃升高到35℃用了40min。請(qǐng)你結(jié)合包裝箱上的銘牌和電能表實(shí)物圖提供的有關(guān)參數(shù)信息解決以下問題。[ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）] 求：

(1)工人師傅把一個(gè)裝有熱水器的包裝箱從地面勻速搬到10m高的小夢(mèng)家，求工人師傅對(duì)包裝箱所做的功;

(2)求電熱水器中的水從15℃升高到35℃吸收的熱量；

(3)求電熱水器的實(shí)際功率和加熱效率。

Answer 1

【答案】（1）2000J（2）4.2×106J；（3）87.5%

【解析】（1）最下層的包裝箱受到的壓力：F=G總=m總g=3×20kg×10N/kg=600N，

它所承受的壓強(qiáng)：p=F/S=600N/0.6m2=1000Pa；

（2）G=m1g=20kg×10N/kg=200N，

人師傅對(duì)包裝箱所做的功W=Gh=200N×10m=2000J；

（3）由ρ=m/V可得，水的質(zhì)量m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg；

水吸收的熱量：

Q吸 =c水m水△t=4.2×103J/（kg℃）×50kg×（35℃-15℃）=4.2×106J；

（4）已知轉(zhuǎn)盤1min轉(zhuǎn)了20圈，則電熱水器中的水從15℃升高到35℃用了40min，轉(zhuǎn)800轉(zhuǎn)，消耗電能W=800×1/600kWh=4/3kWh=4/3×3.6×106=4.8×106J，

電熱水器的實(shí)際功率P=W/t═4/3kWh40/60h=2kW；

加熱效率η=Q吸/W×100%=4.2×106J/4.8×106J×100%=87.5%