Question

3．如图所示是小明家的电热水壶及铭牌，他用该电热水壶将1.5L的水从20℃加热到100℃．（在标准大气压下，c_水=4.2×10³J/（kg•℃））

（1）水吸收的热量为5.04×10⁵J；
（2）若电热水壶正常工作，且产生的热量全部被水吸收，需要的时间为336s；
（3）若电热水壶实际加热时间大于上述计算的加热时间，写出一种可能原因：电热水壶实际工作电压小于额定电压．

Answer 1

分析 （1）知道水的体积，根据m=ρV求出水的质量，又知道水的初温和末温以及水的比热容，根据吸热公式Q_吸=cm（t₂-t₁）求出水吸收的热量；
（2）电热水壶消耗的电能和水吸收的热量相等，根据P=$\frac{W}{t}$求出需要的加热时间；
（3）实际加热时间长，原因可能是有热损失，电热水器消耗的电能不能被水全部吸收；也可能是电热水器的实际电压低于额定电压，使实际功率低于额定功率等．

解答 解：（1）水的体积：
V=1.5L=1.5dm³=1.5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.5kg，
则水吸收的热量：
Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×10⁵J；
（2）电热水壶正常工作，且产生的热量全部被水吸收，电热水壶消耗的电能：W=Q_吸=5.04×10⁵J
由P=$\frac{W}{t}$可得，需要的加热时间：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{5.40×1{0}^{5}J}{1500W}$=336s；
（3）电热水壶实际加热时间大于上述计算的加热时间，原因可能是电热水器的实际电压低于额定电压等．
故答案为：（1）5.04×10⁵；（2）336；（3）电热水壶实际工作电压小于额定电压．

点评 本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到吸热公式和电功公式的综合应用，明确电热水壶实际加热时间大于计算时间的原因是关键，计算过程要注意单位的换算．