Question

（8分）小明家新安裝了一臺電熱水器，電熱水器的銘牌如圖甲所示。若自來水的溫度是10℃，充滿水后，小明將調溫開關調到如圖乙所示的位置。接通電源，加熱指示燈亮；達到設定溫度時，加熱指示燈熄滅。請你幫助小明回答下列問題：

（1）加熱指示燈從亮到滅的過程中，熱水器中的水共吸收多少熱量？
（2）若不考慮能量損失，從接通電源到指示燈熄滅需要多少時間？
（3）若實際經(jīng)過2.5h指示燈才熄滅，則熱水器的效率是多少？[C_水=4.2×10³J/(kg·℃)]

Answer 1

⑴．1.155×10⁷J  （2分)
⑵．7. 7×10³S  （3分)
⑶．85.6% 

（1）先計算水的質量，再根據(jù)Q_吸=c_水m（t-t₀）求出吸收的熱量．
（2）不考慮能量損失時，吸收的熱量等于消耗的電能，根據(jù)t=W/P計算時間．
（3）根據(jù)W=Pt計算出消耗的電能，再與吸收的熱量進行比較，就能得出熱水器的效率．
解：（1）水的質量：
m=ρv=1.0×10³kg/m³×55×10^-3m³=55kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×55kg×（60℃-10℃）=1.155×10⁷J；
（2）不考慮能量損失時，
W=Q_吸=1.155×10⁷J，
t=W/P=1.155×10⁷J/1500W==7700s；
（3）電熱水器消耗的電功：
W′=Pt′=1500W×（2×3600s+30×60s）=1.35×10⁷J，
熱水器的效率：
答：（1）熱水器中的水一共吸收1.155×10⁷J的熱量；
（2）從接通電源到指示燈熄滅需要7700s；
（3）熱水器的效率約為85.6%