问题补充:
小明家新安装了一台电热水器,电热水器的铭牌如图甲所示,若自来水的温度是20℃.充满水后,小明将调温开关调到如图乙所示的位置,接通电源,加热指示灯亮;达到设定温度时,加热指示灯熄灭.请你帮助小华回答下列问题[C水=4.2×103J/(kg?℃)]:
(1)加热指示灯从亮到熄灭的过程中热水器中的水一共吸收多少热量?
(2)若不考虑能量损失从接通电源到指示灯灭需要多少时间?
(3)若实际经过2h30min指示灯才熄灭,则热水器的效率是多少?
答案:
解:(1)根据ρ=可得,水的质量:
m=ρv=1.0×103kg/m3×40×10-3m3=40kg,
水吸收的热量:
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×40kg×(70℃-20℃)=8.4×106J;
(2)不考虑能量损失时,
W=Q吸=8.4×106J,
根据W=Pt可得,需要的加热时间:
t===4200s;
(3)加热时间:
t=2h30min=2×3600s+30×60s=9000s,
电热水器消耗的电功:
W′=Pt′=2000W×9000s=1.8×107J,
热水器的效率:
η=×100%=×100%≈46.7%.
答:(1)加热指示灯从亮到熄灭的过程中热水器中的水一共吸收8.4×106J的热量;
(2)若不考虑能量损失从接通电源到指示灯灭需要4200s;
(3)若实际经过2h30min指示灯才熄灭,则热水器的效率是46.7%.
解析分析:(1)先根据密度公式求出水的质量,再根据Q吸=c水m(t-t0)求出吸收的热量;
(2)不考虑能量损失时,吸收的热量等于消耗的电能,根据W=Q吸=Pt计算加热时间;
(3)根据W=Pt求出消耗的电能,利用效率公式求出热水器的效率.
点评:本题考查质量、热量、通电时间、电功以及热水器效率的计算,关键是公式及其变形式的灵活运用和读出设定的温度即水的末温,计算过程要注意单位的换算.
小明家新安装了一台电热水器 电热水器的铭牌如图甲所示 若自来水的温度是20℃.充满水后 小明将调温开关调到如图乙所示的位置 接通电源 加热指示灯亮;达到设定温度时 加