Question

10．某校物理活動小組的同學(xué)，在課余時(shí)間想把一個(gè)普通燒水壺改裝成一個(gè)家庭用電熱水壺．已知改裝后的電熱水壺?zé)嵝�率�?0%，壺的容積為2L．在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，用此電熱水壺在7min內(nèi)燒開一壺初溫為20℃的水．[C水=4.2×10³J/（kg•℃）]問：
（1）燒開這一壺水需要吸收多少熱量？
（2）改裝后的電水壺的電功率是多大？

Answer 1

分析 （1）已知水壺的容積和水的密度，可以利用公式m=ρv計(jì)算水的質(zhì)量，已知水的比熱容、質(zhì)量、和水的溫度變化，可利用公式Q_吸=cm△t計(jì)算水吸收的熱量．
（2）已知水壺的熱效率，可利用公式Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$計(jì)算電水壺放出的熱量，已知工作時(shí)間，而電熱水壺是純電阻，可利用公式P=$\frac{W}{t}$計(jì)算電功率．

解答 解：（1）V=2L=2dm³=2×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，一壺水的質(zhì)量m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
燒開這一壺水需要吸收的熱量Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J．
（2）電水壺放出的熱量Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{80%}$=8.4×10⁵J，
因?yàn)殡姛崴畨厥羌冸娮瑁?br />所以W=Q_放=8.4×10⁵J，t=7min=420s，
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{420s}$=2000W，
答：（1）燒開這一壺水需要吸收6.72×10⁵J熱量；
（2）改裝后的電水壺的電功率是2000W．

點(diǎn)評 本題是一道電學(xué)和熱學(xué)綜合計(jì)算題，考查了學(xué)生對熱量和電功計(jì)算公式的應(yīng)用，在計(jì)算過程中要注意單位的換算．