Question

【題目】愛好科學的小明同學找來了一種電熱飲水機.如圖：甲是飲水機的簡化示意圖，S是溫控開關，當S、S1都閉合時為加熱狀態，S斷開、S1閉合為保溫狀態.圖乙是飲水機的銘牌參數.請你幫他求出：

（1）初溫為20℃的一滿箱水，用此飲水機將水加熱到90℃需要吸收的熱量是多少？[c水=4.2×103J/（kg℃）]

（2）電阻絲R2的阻值多大？

（3）在正常加熱狀態工作下，加熱5min需要消耗的電能是多少J？

（4）如果水吸收的熱量由天然氣來提供，需要完全燃燒多少體積的天然氣？（天然氣的熱值為8.4×107J/m3，天然氣完全燃燒放出的熱量50%給水吸收）

Answer 1

【答案】（1）5.88×105J； （2）1100Ω； （3）3×105J （4）0.014m3

【解析】（1）水吸收的熱量為Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg℃）×2kg×70℃=5.88×105J；（2）S斷開、S1閉合為保溫狀態，此時只電阻絲R2接入電路，電阻絲R2的阻值為R2=U2/P保溫=1100Ω；（3）加熱功率為1000W，加熱5min=300s消耗的電能為W=P加熱t=3×105J；（4）天然氣需放出的熱量為5.88×105J/50%=1.176×106J，需要的天然氣的體積為V=1.176×106J/（8.4×107J/m3）=0.014m3。