Question

小芳和媽媽一起去商場(chǎng)購買電熱水器，售貨員向她們推薦一種“速熱變?nèi)菔健睙崴�器．這種電熱水器有兩種加熱模式：當(dāng)少量用水時(shí)，使甩“半膽加熱”模式，只用上面的加熱棒加熱上半膽水；而當(dāng)需要的熱水量較大時(shí)，熱水器便啟動(dòng)“整膽加熱”模式，使用上、下兩根加熱棒同時(shí)加熱．下表為該熱水器的銘牌，請(qǐng)根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)作答．

商品名稱	額定壓強(qiáng)	加熱功率	配送質(zhì)量	容量	最高加熱 溫度	效率
××加熱器	0.8Mpa	半膽1000W 整膽2000W	30kg	半膽40L 整膽80L	80℃	80%

（1）請(qǐng)你判斷使用“整膽加熱”模式時(shí)兩根電加熱棒的電路連接方式．
（2）使用電熱水器“整膽加熱”模式時(shí)，若使水溫從20℃升高到60℃，水需要吸收多少熱量？電熱水器需要加熱多長(zhǎng)時(shí)間？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃），ρ_水=1.0×10³kg/m³]．

Answer 1

（1）由公式Q=W=

U2

R

t可知，當(dāng)電熱器兩端的電壓和通電時(shí)間一定時(shí)，要產(chǎn)生較多的熱量，需要使電路的電阻較小，所以必須使兩根加熱棒并聯(lián)；
（2）水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×80kg×（60℃-20℃）=1.344×10⁷J；
∵η=

Q吸

W

，
∴W=

Q吸

η

=

1.344×107J

80%

=1.68×107J，
電熱水器需要加熱時(shí)間：
t=

W

P

=

1.68×107J

2000W

=8400S=140min．
答：（1）使用“整膽加熱”模式時(shí)，兩根電加熱棒的電路連接方式是并聯(lián)；
（2）使用電熱水器“整膽加熱”模式時(shí)，若使水溫從20℃升高到60℃，水需要吸收1.344×10⁷J的熱量；
電熱水器需要加熱140min．