Question

11．小明家新買了一臺電熱水器，小明通過閱讀說明書知道該電熱水器水箱容積為80L，某次小明全家在家洗澡，他給水箱加滿水，通電加熱使水從10℃升高到60℃，請你解答下列問題：（水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃），密度是1.0×10³kg/m³）
（1）小明家熱水器工作時(shí)使用的是交流電（填交流或直流），工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）水箱中裝滿水時(shí)，水的質(zhì)量是多大？
（3）水吸收的熱量是多少？
（4）若通電加熱水的過程中，共耗電5度，已知每消耗一度電產(chǎn)生3.6×10⁶J的熱量，求此電熱水器的熱效率．

Answer 1

分析 （1）了解我國家庭電路的電壓和交流電的特點(diǎn)，知道電流做功的過程就是將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過程；
（2）根據(jù)公式m=ρV可求水的質(zhì)量；
（3）根據(jù)公式Q=cm△t可求水吸收的熱量；
（4）利用公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$可求熱效率．

解答 解：（1）在我國，家庭照明電路使用的是頻率為50Hz的交流電源，其電壓是220V；
電水壺工作時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，主要利用了電流的熱效應(yīng)．
（2）水的體積V=80L=80×10^-3m³=0.08m³；
水箱中裝滿水時(shí)，根據(jù)公示ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量是m=ρV=1.0×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg；
（3）水吸收的熱量Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×80kg×（60℃-10℃）=1.68×10⁷J；
（4）消耗能量Q_放=5×3.6×10⁶J=1.8×10⁷J，
電熱水器的熱效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{1.68{×10}^{7}J}{1.8{×10}^{7}J}$≈93.3%．
答：（1）交流； 內(nèi)； 
（2）水箱中裝滿水時(shí)，水的質(zhì)量是多80kg；
（3）水吸收的熱量是1.68×10⁷J；
（4）此電熱水器的熱效率為93.3%．

點(diǎn)評 本題考查交流電、能量的轉(zhuǎn)化、質(zhì)量、吸收熱量、效率等的計(jì)算，解題過程中要注意單位的換算．