小伟家新买了一个家用电热水壶,其有关的技术参数如图所示.他根据自己所学的相关物理知识想对新水壶进行一下验证,于是在家里做起了实验.他先把水倒入水壶标定容量处,用温度计测出水的初温是20℃,然后接通电源,同时开始记录时间,他发现电热水壶正常工作5min水便烧开了(设当时的气压为一标准大气压).【1L=10-3m3;C水=4.2×103J/(Kg•℃)】
型号 | T76 |
额定电压 | 220V |
额定频率 | 50Hz |
额定功率 | 1000W |
额定容积 | 0.8L |
(2)电热水壶消耗的电能;
(3)比较(1)、(2)两问所得的数据,请你做出合理解释(写出一种即可).
(1)△t=100℃-20℃=80℃,
根据热量的公式Q=Cm△t,
烧开这壶水吸收的热量Q吸=Cm△t=CρV△t=4.2×103J/(Kg•℃)×1.0×103kg/m3×0.8×10-3m3×80℃=2.688×105J
(2)t=5min=300s,
由电功率公式W=Pt,
电热水壶消耗的电能W=Pt=1000W×300s=3×105J
(3)分析计算结果可知,电热水壶消耗的电能大于烧开这壶水吸收的热量;
如果不考虑热量散失,消耗的电能完全转化为内能,二者相等,实际是存在热量散失的,故吸收的热量不可能等于消耗的电能,所以合理.
答:(1)烧开这壶水吸收的热量为2.688×105J;(2)电热水壶消耗电能为3×105J;
(3)合理,原因是烧水时热量有损失或壶体本身要吸热.