Question

12．海燕家中電熱水壺的銘牌如圖甲所示，將電熱水壺裝滿初溫為20℃的水，讓其單獨(dú)工作，在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將水燒開，她家的電能表（如圖乙所示）旋盤轉(zhuǎn)動(dòng)了140轉(zhuǎn)．則水吸收的熱量是6.72×10⁵J，水吸收的熱量與完全燃燒22.4g的焦炭（焦炭的熱值為3×10⁷J/kg）放出的熱量相當(dāng)；這臺(tái)電熱水壺的工作效率是80%；若燒水用時(shí)5min，問電熱水壺是否正常工作：否（選填“是”或“否”）．

Answer 1

分析 （1）由密度公式的變形公式可以求出水的質(zhì)量；由熱量公式可以求出水吸收的熱量；
（2）已知水吸收的這些熱量由焦炭燃燒來提供，由熱值公式的變形公式可以求出焦炭的質(zhì)量；
（3）根據(jù)電能表轉(zhuǎn)過的圈數(shù)求出消耗的電能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$求水壺的效率．
（4）知道消耗的電能和使用時(shí)間，利用P=$\frac{W}{t}$求出電熱水壺的實(shí)際功率；然后與額定功率比較即可得知．

解答 解：（1）由圖甲可知：V=2L=2×10^-3m³，
則由密度公式ρ=$\frac{m}{V}$可知，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg；
一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，
水吸收的熱量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（2）已知Q_放=Q_吸=6.72×10⁵J，
由Q=qm可得，需要焦炭的質(zhì)量：
m_焦炭=$\frac{{Q}_{放}}{{q}_{焦炭}}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=2.24×10^-2kg=22.4g；
（3）電熱水壺消耗的電能：
W=$\frac{140r}{600r/kW•h}$=$\frac{7}{30}$kW•h=8.4×10⁵J，
則效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{8.4×1{0}^{5}J}$×100%=80%；
（4）電熱水壺的實(shí)際功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{5×60s}$=2800W＜3000W．
即：P_實(shí)＜P_額，則電熱水壺沒有正常工作．
故答案為：6.72×10⁵；22.4；80%；否．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求水吸收的熱量、熱水器的功率、效率、煤的質(zhì)量，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，是一道綜合題，應(yīng)用、熱量公式、電功率公式、熱值公式即可正確解題