小新家新安裝了一臺(tái)電熱水器,電熱水器的銘牌如表所示,若自來(lái)水的溫度是10℃,充滿水后,小新將調(diào)溫開關(guān)調(diào)到“60℃”的位置.接通電源,加熱指示燈亮,達(dá)到設(shè)定溫度時(shí),加熱指示燈熄滅.請(qǐng)你幫助小明回答下列問(wèn)題:

    貯水式電熱水器
    型號(hào):V-50
    額定容量:50kg  額定壓強(qiáng):0.6MP
    額定電壓:220V  額定功率:1500W
    額定頻率:50Hz  防水等級(jí):E(1)加熱指示燈從亮到熄滅的過(guò)程中,熱水器中的水一共吸收多少熱量?(c=4.2×103J/(kg?℃))
    (2)若不考慮能量損失,從接通電源到指示燈滅需要多少時(shí)間?
    (3)若實(shí)際經(jīng)過(guò)2.5h指示燈才熄滅,則熱水器的效率是多少?
    (4)若水吸收的熱量由燃燒天然氣來(lái)提供,則至少應(yīng)完全燃燒多少m3的天然氣?(天燃?xì)獾臒嶂禐?.4×107J/m3).
    分析:(1)充滿水后水的質(zhì)量和額定容量相等,由圖可知設(shè)定的溫度即為水的末溫,根據(jù)Q=cm(t-t0)求出水吸收的熱量;
    (2)不考慮能量損失時(shí),吸收的熱量等于消耗的電能,根據(jù)W=Q=Pt計(jì)算加熱時(shí)間;
    (3)根據(jù)W=Pt求出消耗的電能,利用效率公式求出熱水器的效率;
    (4)由題意可知,天然氣完全燃燒釋放的熱量,根據(jù)Q=Vq求出消耗天然氣的體積.
    解答:解:(1)水吸收的熱量:
    Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×50kg×(60℃-20℃)=8.4×106J;
    (2)不考慮能量損失時(shí),
    W=Q=8.4×106J,
    根據(jù)W=Pt可得,需要的加熱時(shí)間:
    t=
    W
    P
    =
    8.4×106J
    1500W
    =5600s;
    (3)加熱時(shí)間:
    t=2.5h=2.5×3600s=9000s,
    電熱水器消耗的電功:
    W′=Pt′=1500W×9000s=1.35×107J,
    熱水器的效率:
    η=
    Q
    W
    ×100%=
    8.4×106J
    1.35×107J
    ×100%≈62.2%;
    (4)由題意可知,Q=Q=8.4×106J,
    根據(jù)Q=Vq可得,消耗天然氣的體積:
    V=
    Q
    q
    =
    8.4×106J
    8.4×107J/m3
    =0.1m3
    答:(1)加熱指示燈從亮到熄滅的過(guò)程中,熱水器中的水一共吸收了8.4×106J的熱量;
    (2)若不考慮能量損失,從接通電源到指示燈滅需要多5600s;
    (3)若實(shí)際經(jīng)過(guò)2.5h指示燈才熄滅,則熱水器的效率是62.2%;
    (4)若水吸收的熱量由燃燒天然氣來(lái)提供,則至少應(yīng)完全燃燒0.1m3的天然氣.
    點(diǎn)評(píng):本題考查質(zhì)量、熱量、通電時(shí)間、燃料體積、電功以及熱水器效率的計(jì)算,關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運(yùn)用,要注意設(shè)定的溫度即為水的末溫,計(jì)算過(guò)程還要注意單位的換算.
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    相關(guān)習(xí)題

    科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

    (2010?岳陽(yáng))小明家新安裝了一臺(tái)太陽(yáng)能熱水器,晴天用太陽(yáng)能集熱,陰雨天可用電輔助加熱,其銘牌相關(guān)數(shù)據(jù)如表:
      水箱容積0.1m3     額定電壓220V
    集熱管采光面積1.5m2     額定功率1500W
    (1)小明查閱資料得知,當(dāng)?shù)厍缣炱骄?m2采光面在1h內(nèi)接收的太陽(yáng)能為2.1×106 J.
    則晴天時(shí),每天日照時(shí)間按8h計(jì)算,熱水器一天中接收的太陽(yáng)能是多少?若這些太陽(yáng)能全部被水吸收,可使?jié)M箱水的溫度升高多少?[c=4.2×103J/(kg?℃)]
    (2)陰天時(shí),為使?jié)M箱水升高的溫度與晴天相同,水吸收的熱量50%由電輔助提供,則需電輔助正常加熱多長(zhǎng)時(shí)間?(不計(jì)熱量損失)
    (3)請(qǐng)說(shuō)出利用太陽(yáng)能的一個(gè)優(yōu)點(diǎn).

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    科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

    (2012?茂名)小明家新安裝了一臺(tái)如圖所示的太陽(yáng)能、電能兩用熱水器.平常使用太陽(yáng)能,在陽(yáng)光不足時(shí),用電熱絲輔助加熱.熱水器銘牌如下.
    (1)電熱水器正常工作時(shí),電熱絲的電阻和電流各是多少?
    (2)太陽(yáng)能熱水器貯滿水,水溫從20℃加熱到50℃時(shí)吸收了多少熱量?( 1L=10 -3m3 )
    (3)若通過(guò)完全燃燒天然氣加熱一滿箱水,使其溫度從20℃升高到50℃時(shí),不考慮熱量的損失,需要多少m3天然氣?(天然氣的熱值為4.0×107J/m3
    (4)由于寒冷陰雨,太陽(yáng)能熱水器只將水加熱到35℃,現(xiàn)要通過(guò)電熱絲將水加熱到50℃使用,需電加熱器正常工作多長(zhǎng)時(shí)間?(設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)
    ××牌熱水器
    型號(hào)HM-20 集熱管數(shù)28支 額定頻率50Hz
    水箱容積200L 集熱管管長(zhǎng)180cm 額定電壓220V
    防水等級(jí)A 系統(tǒng)承壓3.0MPa 額定功率4400W

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    科目:初中物理 來(lái)源:岳陽(yáng) 題型:問(wèn)答題

    小明家新安裝了一臺(tái)太陽(yáng)能熱水器,晴天用太陽(yáng)能集熱,陰雨天可用電輔助加熱,其銘牌相關(guān)數(shù)據(jù)如表:
      水箱容積0.1m3     額定電壓220V
    集熱管采光面積1.5rn2     額定功率1500W
    (1)小明查閱資料得知,當(dāng)?shù)厍缣炱骄?m2采光面在1h內(nèi)接收的太陽(yáng)能為2.1×106 J.
    則晴天時(shí),每天日照時(shí)間按8h計(jì)算,熱水器一天中接收的太陽(yáng)能是多少?若這些太陽(yáng)能全部被水吸收,可使?jié)M箱水的溫度升高多少?[c=4.2×103J/(kg-℃)]
    (2)陰天時(shí),為使?jié)M箱水升高的溫度與晴天相同,水吸收的熱量50%由電輔助提供,則需電輔助正常加熱多長(zhǎng)時(shí)間?(不計(jì)熱量損失)
    (3)請(qǐng)說(shuō)出利用太陽(yáng)能的一個(gè)優(yōu)點(diǎn).

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    科目:初中物理 來(lái)源:2010年湖南省岳陽(yáng)市中考物理試卷(解析版) 題型:解答題

    小明家新安裝了一臺(tái)太陽(yáng)能熱水器,晴天用太陽(yáng)能集熱,陰雨天可用電輔助加熱,其銘牌相關(guān)數(shù)據(jù)如表:
      水箱容積0.1m3    額定電壓220V
    集熱管采光面積1.5rn2    額定功率1500W
    (1)小明查閱資料得知,當(dāng)?shù)厍缣炱骄?m2采光面在1h內(nèi)接收的太陽(yáng)能為2.1×106 J.
    則晴天時(shí),每天日照時(shí)間按8h計(jì)算,熱水器一天中接收的太陽(yáng)能是多少?若這些太陽(yáng)能全部被水吸收,可使?jié)M箱水的溫度升高多少?[c=4.2×103J/]
    (2)陰天時(shí),為使?jié)M箱水升高的溫度與晴天相同,水吸收的熱量50%由電輔助提供,則需電輔助正常加熱多長(zhǎng)時(shí)間?(不計(jì)熱量損失)
    (3)請(qǐng)說(shuō)出利用太陽(yáng)能的一個(gè)優(yōu)點(diǎn).

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    科目:初中物理 來(lái)源:2012年廣東省茂名市中考物理試卷(解析版) 題型:解答題

    小明家新安裝了一臺(tái)如圖所示的太陽(yáng)能、電能兩用熱水器.平常使用太陽(yáng)能,在陽(yáng)光不足時(shí),用電熱絲輔助加熱.熱水器銘牌如下.
    (1)電熱水器正常工作時(shí),電熱絲的電阻和電流各是多少?
    (2)太陽(yáng)能熱水器貯滿水,水溫從20℃加熱到50℃時(shí)吸收了多少熱量?( 1L=10 -3m3 )
    (3)若通過(guò)完全燃燒天然氣加熱一滿箱水,使其溫度從20℃升高到50℃時(shí),不考慮熱量的損失,需要多少m3天然氣?(天然氣的熱值為4.0×107J/m3
    (4)由于寒冷陰雨,太陽(yáng)能熱水器只將水加熱到35℃,現(xiàn)要通過(guò)電熱絲將水加熱到50℃使用,需電加熱器正常工作多長(zhǎng)時(shí)間?(設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)
    ××牌熱水器
    型號(hào)HM-20集熱管數(shù)28支額定頻率50Hz
    水箱容積200L集熱管管長(zhǎng)180cm額定電壓220V
    防水等級(jí)A系統(tǒng)承壓3.0MPa額定功率4400W


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