Question

19．某同學(xué)家中剛買了一臺(tái)銘牌標(biāo)示為“220V  1000W”的電熱水壺
（1）要在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將1Kg溫度為20℃的水燒開(kāi)，水需要吸收多少熱量？
（2）當(dāng)電熱水壺正常工作時(shí)，燒開(kāi)這壺水需要多長(zhǎng)時(shí)間？不計(jì)熱損失，水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）
（3）他想測(cè)試一下銘牌標(biāo)示功率與實(shí)際使用時(shí)的功率是否相符，其操作與觀察是：讓這臺(tái)電熱水壺單獨(dú)工作，用手表計(jì)時(shí)，結(jié)果10min電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了400轉(zhuǎn)（該同學(xué)家中的電能表參數(shù)是3000r/kwh）．請(qǐng)根據(jù)該同學(xué)獲得的數(shù)據(jù)，計(jì)算電熱水器的實(shí)際功率．

Answer 1

分析 （1）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)為100℃，已知水的質(zhì)量、比熱容和溫度變化，根據(jù)公式Q=Cm△t計(jì)算出水吸收的熱量．
（2）已知水吸收的熱量等于電熱壺放出的熱量，也就是等于電流做的功，根據(jù)公式t=$\frac{W}{P}$計(jì)算出電熱水壺正常工作時(shí)燒開(kāi)這壺水需要的時(shí)間．
（3）根據(jù)電能表的參數(shù)“3000r/kW•h”先計(jì)算出電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)450轉(zhuǎn)消耗的電能，又知道工作時(shí)間，再根據(jù)電功率公式P=$\frac{W}{t}$計(jì)算出電熱水壺的實(shí)際功率．

解答 解：
（1）已知c=4.2×10³J/（kg•℃），m=1kg，△t=t-t₀=100℃-20℃=80℃，
水吸收的熱量為：Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×80℃=3.36×10⁵J．
（2）已知W=Q，P=1000W，
電熱水壺正常工作時(shí)燒開(kāi)這壺水需要的時(shí)間為：
由P=$\frac{W}{t}$可得，t=$\frac{Q}{P}$=$\frac{3.36×1{0}^{5}J}{1000W}$=336s．
（3）每消耗1kW•h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)，
電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)400轉(zhuǎn)消耗的電能為：
W′=$\frac{400}{3000r/kW•h}$=$\frac{2}{15}$kW•h，
而t′=10min=$\frac{1}{6}$h，
電熱水壺的實(shí)際功率為：P′=$\frac{W′}{t′}$=$\frac{\frac{2}{15}kW•h}{\frac{1}{6}h}$=0.8kW=800W．
答：（1）水需要吸收3.36×10⁵J的熱量．
（2）燒開(kāi)這壺水需要的時(shí)間為336s．
（3）電熱水器的實(shí)際功率為800W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查吸收熱量和工作時(shí)間等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與生活相連，使學(xué)生覺(jué)得學(xué)了物理有用．