问题 计算题

(8分)小明家新安装了一台电热水器,电热水器的铭牌如图甲所示。若自来水的温度是10℃,充满水后,小明将调温开关调到如图乙所示的位置。接通电源,加热指示灯亮;达到设定温度时,加热指示灯熄灭。请你帮助小明回答下列问题:

(1)加热指示灯从亮到灭的过程中,热水器中的水共吸收多少热量?

(2)若不考虑能量损失,从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间?

(3)若实际经过2.5h指示灯才熄灭,则热水器的效率是多少?[C=4.2×103J/(kg·℃)]

答案

⑴.1.155×107J  (2分)

⑵.7. 7×103S  (3分)

⑶.85.6% 

(1)先计算水的质量,再根据Q=cm(t-t0)求出吸收的热量.

(2)不考虑能量损失时,吸收的热量等于消耗的电能,根据t=W/P计算时间.

(3)根据W=Pt计算出消耗的电能,再与吸收的热量进行比较,就能得出热水器的效率.

解:(1)水的质量:

m=ρv=1.0×103kg/m3×55×10-3m3=55kg,

水吸收的热量:

Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×55kg×(60℃-10℃)=1.155×107J;

(2)不考虑能量损失时,

W=Q=1.155×107J,

t=W/P=1.155×107J/1500W==7700s;

(3)电热水器消耗的电功:

W′=Pt′=1500W×(2×3600s+30×60s)=1.35×107J,

热水器的效率:

答:(1)热水器中的水一共吸收1.155×107J的热量;

(2)从接通电源到指示灯熄灭需要7700s;

(3)热水器的效率约为85.6%

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