19.容量為5.0L的某品牌電熱水壺如圖甲所示,簡(jiǎn)化電路圖如圖乙所示,S是保溫和加熱的自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān).其加熱功率為2kW,在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,讓該壺正常工作,將一滿壺初溫為20℃的水燒開用了15min.求:
【水的密度為1.0×103kg/m3;水的比熱容為4.2×103J/(kg•℃)】
(1)水吸收的熱量?
(2)電熱水壺的效率?

分析 (1)一滿壺水的體積和自身的容積相等,根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量,在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃,又知道水的質(zhì)量和初溫以及比熱容,根據(jù)Q=cm(t-t0)求出水吸收的熱量;
(2)根據(jù)W=Pt求出消耗的電能,利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出電熱水壺的效率.

解答 解:(1)一滿壺水的體積:
V=5.0L=5.0dm3=5×10-3m3,
由ρ=$\frac{m}{V}$可得,水的質(zhì)量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg,
在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃,則水吸收的熱量:
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J;
(2)由P=$\frac{W}{t}$可得,正常加熱消耗的電能:
W=Pt=2000W×15×60s=1.8×106J,
電熱水壺的效率:
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{1.8×1{0}^{6}J}$×100%≈93.3%.
答:(1)水吸收的熱量為1.68×106J;
(2)電熱水壺的效率為93.3%.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了密度公式、吸熱公式、電功公式和效率公式的應(yīng)用,要注意在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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則(1)該電路原理圖有一個(gè)最大的問題,你認(rèn)為是電路中沒有開關(guān)
(2)有同學(xué)認(rèn)為,油量指示表的0刻度不應(yīng)該標(biāo)在電流表的0刻度處,你認(rèn)為他的理由是油箱中沒有油時(shí)電路中電流不為0
(3)油箱裝滿時(shí),汽油對(duì)壓敏電阻的壓強(qiáng)是2.8×103Pa
(4)定值電阻R0的阻值是10Ω

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