Question

10．如圖所示是家庭中所用的一種電水壺的外形及其銘牌，請你根據(jù)圖中所提供的信息完成以下問題：

（1）圖乙中觀察壺內(nèi)水位的玻璃管是利用連通器原理來工作．
（2）把初溫為20℃的一滿壺水在一個標(biāo)準大氣壓下燒開，水需要吸收多少熱量？
（3）在不計熱量損失的情況下，電水壺正常工作時燒開一滿壺水需要多長時間？
（c_水=4.2×10³J/（kg•℃）、g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)連通器的原理可知，壺內(nèi)水位的玻璃管與壺內(nèi)的水位是相平的，通過觀察玻璃管內(nèi)水位的高低就可判斷壺內(nèi)水位的高低．
（2）已知水壺的容積和水的密度，根據(jù)公式m=ρV求出壺內(nèi)水的質(zhì)量，再利用公式Q=cm△t可求水燒開時吸收的熱量．
（3）在不計熱量損失的情況下，水吸收的熱量等于消耗的電能，Q=W，水壺的額定功率已知，根據(jù)公式t=$\frac{W}{P}$可求電水壺正常工作時燒開一滿壺水需要的時間．

解答 解：（1）壺內(nèi)水位的玻璃管是根據(jù)連通器的原理來工作的．
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可知，裝滿水時水的質(zhì)量：m=ρv=1.0×10³kg/m³×1.2×10^-3m³=1.2kg；
燒開水吸收的熱量：Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg．℃）×1.2kg×（100℃-20℃）=4.032×10⁵J；
（3）不計熱量損失時：Q=W；
根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可得，燒開一滿壺水的時間：t=$\frac{Q}{P}$=$\frac{4.032×1{0}^{5}J}{1500W}$≈269s．
答：（1）連通器；
（2）把初溫為20℃的一滿壺水在一個標(biāo)準大氣壓下燒開，水需要吸收的熱量為4.032×10⁵J；
（3）在不計熱量損失的情況下，電水壺正常工作時燒開一滿壺水需要的時間為269s．

點評 本題考查質(zhì)量、熱量、時間等的計算以及連通器的原理，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是知道沒有熱量損失時吸收的熱量等于消耗電能釋放的熱量，解題過程中還要注意單位的換算．