Question

為了測定某額定功率為1000W的電熱水器的效率，物理興趣小組的同學在熱水器中加了2kg的水，讓熱水器正常工作，并繪制出通電加熱過程中水溫隨時間的變化情況圖，求：
（1）加熱4min，水的溫度升高了多少℃？
（2）加熱4min，水吸收了多少熱量？[水的比熱容為4.2×10³J/]
（3）該熱水器正常工作時的效率為多少？（電熱水器的效率是指水吸收的熱量與電熱水器放出的熱量之比）．

Answer 1

【答案】分析：（1）由圖象可知，加熱4min水溫由20℃上升到了40℃；
（2）知道水的質量、水的比熱容、水溫度的升高值，利用吸熱公式求水吸收的熱量（有用能量）．
（3）知道熱水器正常工作，熱水器的實際功率等于額定功率，利用W=Pt求消耗的電能（總能量），再利用效率公式求熱水器正常工作時的效率．
解答：解：（1）由圖可知，△t=40℃-20℃=20℃；
（2）水吸收熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（Kg?℃）×2kg×20℃=1.68×10⁵J；
（3）∵熱水器正常工作，
∴P=P_額=1000W，
加熱4min消耗的電能：
W_電=Pt=1000W×60s×4=2.4×10⁵J，
熱水機的效率：
η===70%．
答：（1）加熱4min，水的溫度升高了20℃；
（2）加熱4min，水吸收了1.68×10⁵J的熱量；
（3）該熱水器正常工作時的效率為70%．
點評：本題考查了熱量的計算、消耗電能的計算、效率的計算，知識點多、綜合性強，能從圖象中得出相關信息是本題的關鍵．