Question

9．“科学电用，节约用电”是我们每一个公民的职责，小明对家中一把额定功率为2000W的电茶壶（发热管设在壶内）的热效率进行了探究．他用电茶壶装了2kg的水，测出水的温度为20℃．接通电路后让茶壶在额定电压下正常工作，经过10min的时间，水开始沸腾，测得水沸腾的温度为90℃．请你根据以上测量数据帮助李明计算和分析：
（1）水所吸收的热[c=4.2×10³/（kg•℃）]；
（2）这把电茶壶的效率；
（3）分析加热过程中发生热量损失的两种原因．

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）知道电茶壶的额定功率，利用W=Pt求实际消耗的电能，利用效率公式求电茶壶的效率；
（3）热损失：①热散失到空气中；②电茶壶吸热．

解答 解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（90℃-20℃）
=5.88×10⁵J；
（2）电茶壶正常工作，
所以P=P_额=2000W，
消耗的电能：
W=Pt=2000W×600s=1.2×10⁶J，
电茶壶的效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{5.88×1{0}^{5}J}{1.2×1{0}^{6}J}$×100%=49%；
（3）加热过程中发生热量损失的两种原因：①壶自身要吸收部分热量，②一部分热量散发到空气中．
答：（1）水吸收的热量是5.88×10⁵J；
（2）电茶壶的效率49%；
（3）①壶自身要吸收部分热量，②一部分热量散发到空气中．

点评 本题考查了学生对吸热公式、电功率公式、效率公式的掌握和运用，难度不大，要求灵活选用公式．