Question

小剛同學家新買了一臺電熱水器，他發現銘牌上有一些數據如表所示

型號	PCD-H40II
容積	20L
額定最高溫度	75℃
額定電壓	220V
額定功率	1.1KW
額定內壓	0.75MPa

（1）用該熱水器把20kg的水從20℃加熱到40℃，水吸收的熱量為多少？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃），不考慮電阻隨溫度變化]
（2）若在用電高峰時，電路上的實際電壓只有200V，熱水器加熱（1）中的水需要38.5min，這些時間會消耗多少電能？
（3）前兩問中，熱水器加熱時的效率是多少？
（4）我國用電量逐年增長，如何緩解這種壓力呢？請你提出兩個好的建議．

Answer 1

解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×20kg×（40℃-20℃）=1.68×10⁶J；
（2）電熱水器的電阻：
R===44Ω，
電熱水器的實際功率：
P_實際===W，

電熱水器消耗的電能：
W=P_實際t=W×38.5×60s=2.1×10⁶J；
（3）熱水器加熱時的效率：
η=×100%=×100%=80%；
答：（1）水吸收的熱量為1.68×10⁶J；
（2）電熱水器消耗的電能是2.1×10⁶J；
（3）電熱水器的效率是80%；
（4）為緩解用電壓力，可使用節能電器，建立更多的水力、風力、太陽能電站等．
分析：（1）已知水的質量20kg，初溫20℃，末溫40℃，根據Q_吸=cm（t-t₀）可直接求出水吸收的熱量；
（2）先根據電熱水器的額定電壓和額定功率求出電熱水器的電阻，再由實際電壓和電阻求出實際功率，然后根據W=Pt求出電熱水器消耗的電能；
（3）水吸收的熱量和電熱水器消耗的電能已求出，根據η=×100%求出熱水器加熱時的效率；
（4）為緩解用電壓力，可從節約用電，建立更多的水力、風力、太陽能電站方面考慮．
點評：本題是一道熱學和電學綜合題，熱量的計算比較基本；要注意電壓改變，電功率要變，我們認為電阻是不變的；在計算電熱水器的效率時，要分清被有效利用的能量和總能量．