问题 问答题

小芳和妈妈一起去商场购买电热水器,售货员向她们推荐一种“速热变容式”热水器.这种电热水器有两种加热模式:当少量用水时,使甩“半胆加热”模式,只用上面的加热棒加热上半胆水;而当需要的热水量较大时,热水器便启动“整胆加热”模式,使用上、下两根加热棒同时加热.下表为该热水器的铭牌,请根据有关数据作答.

商品名称额定压强加热功率配送质量容量最高加热

温度

效率
××加热器0.8Mpa半胆1000W

整胆2000W

30kg半胆40L

整胆80L

80℃80%
(1)请你判断使用“整胆加热”模式时两根电加热棒的电路连接方式.

(2)使用电热水器“整胆加热”模式时,若使水温从20℃升高到60℃,水需要吸收多少热量?电热水器需要加热多长时间?[c=4.2×103J/(kg•℃),ρ=1.0×103kg/m3].

答案

(1)由公式Q=W=

U2
R
t可知,当电热器两端的电压和通电时间一定时,要产生较多的热量,需要使电路的电阻较小,所以必须使两根加热棒并联;

(2)水的质量:

m=ρV=1.0×103kg/m3×80×10-3m3=80kg,

水吸收的热量:

Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×80kg×(60℃-20℃)=1.344×107J;

∵η=

Q
W

W=

Q
η
=
1.344×107J
80%
=1.68×107J,

电热水器需要加热时间:

t=

W
P
=
1.68×107J
2000W
=8400S=140min.

答:(1)使用“整胆加热”模式时,两根电加热棒的电路连接方式是并联;

(2)使用电热水器“整胆加热”模式时,若使水温从20℃升高到60℃,水需要吸收1.344×107J的热量;

电热水器需要加热140min.

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