Question

【題目】如圖甲所示是一種常見的電熱水袋，圖乙是它的結(jié)構(gòu)示意圖，其性能指標(biāo)如下表所示．請完成下列各題：

額定電壓	額定加熱功率	指示燈功率	袋內(nèi)充水	自動(dòng)斷電溫度
220V	500W	≤0.2W	1L	65℃

（1）請你計(jì)算電熱水袋中充水的質(zhì)量．

（2）給它通電，當(dāng)達(dá)到斷電溫度時(shí)，水共吸收了2.1×106的熱量，袋內(nèi)水的初溫是多少？

（3）電熱水袋此次在額定電壓下通電10分鐘指示燈熄滅，則電熱水袋的發(fā)熱效率是多少？

Answer 1

【答案】（1）電熱水袋中充水的質(zhì)量1kg．

（2）給它通電，當(dāng)達(dá)到斷電溫度時(shí)，水共吸收了2.1×106J的熱量，袋內(nèi)水的初溫是15℃；

（3）電熱水袋此次在額定電壓下通電10分鐘指示燈熄滅，則電熱水袋的發(fā)熱效率是70%．

【解析】試題分析：（1）已知水的體積和密度，利用公式m=ρV求水的質(zhì)量；

（2）已知水吸收的熱量、比熱容，（1）中已經(jīng)求出水的質(zhì)量，利用公式QUOTE求出水升高的溫度，從表中數(shù)據(jù)可知水的末溫，所以水的初溫可利用末溫減去升高的溫度來計(jì)算；

（3）電熱水袋在使用的過程中，水吸收的熱量為有用的能量，消耗的電能為總能量，水吸收的熱量已知，消耗的電能可利用公式QUOTE求出，然后利用QUOTE×100%求出電熱水袋的發(fā)熱效率．

解：（1）由ρ=可得：

電熱水袋中充水的質(zhì)量m=ρV=1000kg/m3×1×10﹣3m3=1kg．

（2）由Q=cm△t可得：

袋中水升高的溫度△t===50℃

由表可得，當(dāng)達(dá)到自動(dòng)斷電溫度時(shí)，袋中水的末溫t=65℃

袋中水的初溫t0=t﹣△t=65℃﹣50℃=15℃；

（3）由P=可得：

電熱水袋消耗的電能W=Pt=500W×10×60s=300000J

電熱水袋的發(fā)熱效率η=×100%=×100%=70%．

答：（1）電熱水袋中充水的質(zhì)量1kg．

（2）給它通電，當(dāng)達(dá)到斷電溫度時(shí)，水共吸收了2.1×106J的熱量，袋內(nèi)水的初溫是15℃；

（3）電熱水袋此次在額定電壓下通電10分鐘指示燈熄滅，則電熱水袋的發(fā)熱效率是70%．