Question

8．瑞士大學學生設計了一款燈壺組合的“水壺臺燈”，如圖所示，“水壺臺燈”是由玻璃壺、圓形底座和白熾燈組成，白熾燈與壺形燈罩下方的凹槽正好吻合（燈泡不直接與水接觸）．可將發(fā)光時所放出的熱量用于水保溫．白熾燈標有“220V，100W”字樣．
（1）該臺燈正常工作半小時所消耗的電能？
（2）若上述電能的84%轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，可將多少千克初溫為40℃的水加熱至90℃？

Answer 1

分析 （1）知道燈的額電功率，燈正常工作時的電功率，利用W=Pt求消耗的電能；
（2）由題知，上述電能的84%轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即Q_吸=W_電×84%，再利用Q_吸=cm△t求水的質(zhì)量．

解答 解：（1）由P=$\frac{W}{t}$可知，臺燈工作t=0.5h消耗的電能：
W=Pt=0.1kW×0.5h=0.05kW•h=1.8×10⁵J；
（2）水吸收的熱量：Q_吸=W_電×84%=1.8×10⁵J×84%=1.512×10⁵J，
由熱量公式Q_吸=cm△t可得：1.512×10⁵J=4.2×10³J/（kg•℃）×m×（90℃-40℃）
解得：m=0.72kg．
答：（1）該臺燈正常工作半小時時所消耗的電能為0.05kW•h；
（2）若上述電能的84%轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，可將0.72千克初溫為40℃的茶水加熱至90℃．

點評 本題為電學、熱學的綜合計算題，考查了學生對電功率公式、吸熱公式的了解與掌握，計算時利用好關(guān)系Q_吸=W_電×84%是本題的關(guān)鍵．