Question

8．張華同學(xué)家新買了一臺(tái)電熱水器，說明書的部分內(nèi)容如下表所示．張華按說明書要求給熱水器裝滿水，通電30min，觀察到熱水器上溫度計(jì)示數(shù)由24℃上升到40℃．求：
（1）在加熱過程中，水箱中水吸收的熱量是多少？[c_水=4.2×10³J/（㎏•℃）]
（2）電熱水器加熱過程中消耗的電能是多少？
（3）在上述燒水過程中，熱水器的效率是多大？
（4）能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消滅，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量不變．這就是能量守恒定律，如今被人們普遍認(rèn)同．比較（1）、（2）兩問計(jì)算結(jié)果，你認(rèn)為違背能量守恒嗎？為什么？

Answer 1

分析 （1）知道水箱的容積，利用密度公式求水的質(zhì)量，根據(jù)公式Q_吸=cm△t求水箱中水吸收的熱量；
（2）知道輸入功率（加熱功率），根據(jù)公式W=Pt可求電熱水器加熱過程中消耗的電能；
（3）水吸收的熱量為有用能量，消耗的電能為總能量，利用效率公式求熱水器的效率；
（4）根據(jù)計(jì)算結(jié)果比較，沒有違背能量守恒，因?yàn)槟芰坑猩⑹В?/p>

解答 解：（1）水箱里水的體積：V=50L=0.05m³，
水箱里水的質(zhì)量：m=ρV=1000kg/m³×0.05m³=50kg，
水箱中水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（40℃-24℃）=3.36×10⁶J．
（2）電熱水器加熱過程中消耗的電能：
W_電=Pt=2000W×30×60s=3.6×10⁶J；
（3）熱水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{W}_{電}}$=$\frac{3.36×1{0}^{6}J}{3.6×1{0}^{6}J}$≈93.3%；
（4）電熱水器消耗的電能沒有被水全部吸收，有部分能量散失了，水箱也吸收了部分熱量，不違背能量守恒定律．
答：（1）水箱中水吸收的熱量是3.36×10⁶J；
（2）電熱水器加熱過程中消耗的電能是3.6×10⁶J；
（3）在上述燒水過程中，熱水器的效率是93.3%；
（4）沒有，水箱也吸收了部分熱量．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱量的計(jì)算、消耗電能的計(jì)算，能從銘牌上得到相關(guān)信息并加以利用是本題的關(guān)鍵．