Question

小明家的太陽能熱水器內(nèi)裝有200kg水，夏季的某一天當(dāng)溫度顯示為49℃時小明開始計時，每隔30min記錄一次水的溫度．然后，小明根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了如圖所示的溫度隨時間變化的圖象．
（1）由圖象可以看出，水從49℃到剛開始沸騰所需時間為

5

h．
（2）根據(jù)圖象可以推斷，如果在太陽強度不變時再曬30min，太陽能熱水器內(nèi)水的溫度為

99

℃．
（3）從89℃加熱到94℃熱量熱水器內(nèi)的水吸收了

4.2×10⁶

J的太陽能；這是通過

熱傳遞

（選填“做功”或“熱傳遞”）改變了水的內(nèi)能[已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃）]．
（4）如果用電來加熱，這個太陽能熱水器相當(dāng)于多大電功率？

Answer 1

分析：（1）液體沸騰時，不斷吸收熱量，溫度保持不變，這個不變的溫度是液體的沸點．找出開始沸騰的時間，確定水從49℃加熱到剛開始沸騰所需時間．
（2）水在第5h開始沸騰，繼續(xù)對水加301min，從圖上讀出水的溫度；
（3）已知水的質(zhì)量、初溫、末溫和水的比熱容，根據(jù)熱量的計算公式：Q=cm△t=cm（t-t₀），代入數(shù)據(jù)從而得出計算結(jié)論；改變物體內(nèi)能的方式是做功和熱傳遞；
（4）已知吸收的能量，根據(jù)公式P=

W

t

=

Q

t

可求功率的大�。�

解答：解：（1）水加熱到第5h開始沸騰，所以水從49℃加熱到剛開始沸騰所需時間為t=5h．
（2）從圖象知，水在第5h開始沸騰，水沸騰后在其它條件不變的情況下繼續(xù)對水加熱30min，到第5.5h，由圖知，水在第5.5h時水溫是99℃．
（3）根據(jù)Q=cm△t可得：
從89℃加熱到94℃熱量熱水器內(nèi)的水吸收了Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×200kg×（94℃-89℃）=4.2×10⁶J的熱量；
這是通過熱傳遞的方式改變了水的內(nèi)能；
（4）電功率P=

W

t

=

Q

t

=

4.2×106J

5×3600s

≈230W；
故答案為：
（1）5；
（2）99；  
（3）4.2×10⁶；熱傳遞；
（4）這個太陽能熱水器相當(dāng)于230W的用電器的電功率．

點評：本題考查熱量、功率等的計算，關(guān)鍵是從水沸騰的圖象上，可以搜尋很多信息，例如水的初溫，水加熱幾小時開始沸騰，水沸騰了幾小時，水的沸點，等等．