Question

1．如圖所示是電熱水器的原理示意圖，閉合開關S，熱水器處于加熱狀態(tài)（選填“加熱”或“保溫”）．電熱水器使用三線插頭是為了使電熱水器的金屬外殼接地． 向熱水器的蓄水桶中放入l0kg的水，把這些水由20℃加熱到70℃時需吸收2.1×10⁶J的熱量，如果用熱效率為70%的鍋爐燃燒焦炭來提供這些熱量，則需要完全燃燒0.1kg焦炭．[已知水的比熱容為4，.2×10 ³ J/（kg•℃），焦炭的熱值為3.0×l0⁷ J/kg]．

Answer 1

分析 （1）由電功率的公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，當電壓不變時，在熱水器進行加熱時其電阻相對較��；
（2）大功率用電器的金屬外殼需接地；
（3）解決此題的關鍵是知道水吸收的熱量可利用公式Q=cm△t進行求解；
（4）求解完全燃燒焦炭的質(zhì)量可利用熱量的變形公式m=$\frac{Q}{q}$，結(jié)合效率公式進行求解．

解答 解：
（1）閉合開關時，電路中的電阻最小，由功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，當電壓不變時，電阻越小，功率越大，所以此時處于加熱狀態(tài)；
（2）當有金屬外殼的用電器火線漏電時，可能會造成觸電事故的發(fā)生，故要使用三腳插頭和三孔插座，使金屬外殼與大地相連，電流通過地線導入大地，防止觸電的發(fā)生；
（3）水吸收的熱量Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（70℃-20℃）=2.1×10⁶J；
（4）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得，燃燒焦炭需放出的熱量：Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.1×1{0}^{6}J}{70%}$=3×10⁶J，
由Q_放=mq得，要產(chǎn)生這么多熱量，需要燃燒的焦炭質(zhì)量m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3×1{0}^{6}J}{3.0×1{0}^{7}J}$=0.1kg；
故答案為：加熱；金屬外殼；2.1×10⁶；0.1．

點評 此題結(jié)合生活中的加熱器考查對熱量公式的理解與應用，會對公式進行靈活變形求解未知量．