有一电热水壶,铭牌如表所示:
额定电压 | 220V |
额定功率 | 1000W |
频率 | 50Hz |
容量 | 5L |
壶重 | 20N |
(2)若把这些水烧开,吸收的热量是多少?(设壶内为一标准大气压,且不计热量损失和壶吸收的热量)
(3)在额定电压下烧开这些水需要多少时间?
(4)如果水吸收的热量由热值为3×103J/Kg的普通煤完全燃烧时放出的热量的80%来提供,把这壶水烧开需多少千克的普通煤?
(5)在用电高峰时,电热水壶的实际电压为额定电压的90%,则此时该水壶的实际功率是多少?(电热水壶的电阻不变)
(1)壶中装满水时,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg;
(2)这些水烧开时吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)
=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(100℃-20℃)
=1.68×106J;
(3)电热水壶正常工作时的功率为1000W,
烧开这些水需要的时间:
t=
=W P
=Q吸 P
=1.68×103s;1.68×106J 1000W
(4)普通煤放出的热量:
Q放=
=Q吸 η
=2.1×106J,1.68×106J 80%
需要普通煤的质量:
m煤=
=Q放 q
=0.03kg;2.1×106J 3×107J/kg
(5)电热水壶的电阻:
R=
=U2 P
=48.4Ω,(220V)2 1000W
电热水壶的实际电压为额定电压的90%时,实际功率:
P′=
=U实2 R
=810W.(220V×90%)2 48.4Ω
答:(1)若在壶中装满20℃的水时水的质量为5kg;
(2)若把这些水烧开,吸收的热量是1.68×106J;
(3)在额定电压下烧开这些水需要1.68×103s;
(4)把这壶水烧开需0.03千克的普通煤;
(5)此时该水壶的实际功率是810W.