Question

12．電熱水器已經(jīng)普遍披家庭使用，下表是某電熱水器的銘牌：

海爾電熱水器CD一JTHC50
額定電壓：220V	容積：50L
額定加熱功率：1500W	額定頻率：50Hz
額定壓力：0.7MPa	最高水溫：70℃

（1）當(dāng)熱水器中儲(chǔ)滿20℃的水時(shí)，將水加熱到設(shè)定的最高溫度時(shí)，水吸收的熱量是多少？
（2）電熱水正常工作時(shí)的電阻和電流是多少？
（3）此次燒水用了兩個(gè)小時(shí)，請(qǐng)計(jì)算理論燒水時(shí)間，分析實(shí)際燒水時(shí)間和與理論燒水時(shí)間不一致的原因．

Answer 1

分析 （1）知道熱水器的容積（裝滿水后水的體積），利用密度公式求水的質(zhì)量，又知道水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）熱水器正常工作時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出正常工作時(shí)的電流，根據(jù)歐姆定律求出其電阻；
（3）實(shí)際上燒開一壺水的加熱時(shí)間總是要大于理論計(jì)算時(shí)間，這是因?yàn)樵趯?shí)際上燒開水時(shí)，水在吸收熱量時(shí)也向空氣中散熱，同時(shí)壺本身也要吸收熱量，也可能電壓低于220 V，這些因素均會(huì)造成實(shí)際加熱時(shí)間的延長(zhǎng)．

解答 解：（1）由圖可知：V=50L=5×10^-2m³；
根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量m=ρV=1.0×10³Kg/m³×5×10^-2m³=50kg；
水吸收的熱量Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（70℃-20℃）=1.26×10⁶J；
（2）熱水器正常工作時(shí)的電壓U_額=220V，功率P_額=1500W，
由P=UI可得，正常工作時(shí)的電流：
I=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{1500W}{220V}$=$\frac{150}{22}$A≈6.82A，
由I=$\frac{U}{R}$可得電阻：R=$\frac{{U}_{額}}{I}$=$\frac{220V}{\frac{150}{22}A}$≈32.27Ω；
（3）在實(shí)際上燒開水時(shí)，水在吸收熱量時(shí)也向空氣中散熱，同時(shí)壺本身也要吸收熱量，也可能電壓低于220V，這些因素均會(huì)造成實(shí)際燒水時(shí)間和與理論燒水時(shí)間不一致．
答：（1）水吸收的熱量是1.26×10⁶J；
（2）電熱水正常工作時(shí)的電阻為32.27Ω；電流是6.82A；
（3）在實(shí)際上燒開水時(shí)，水在吸收熱量時(shí)也向空氣中散熱，同時(shí)壺本身也要吸收熱量，也可能電壓低于220V，這些因素均會(huì)造成實(shí)際燒水時(shí)間和與理論燒水時(shí)間不一致．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功率公式、密度公式、吸熱公式，考查的知識(shí)點(diǎn)較多、計(jì)算量大，但難度適中，是一道中檔題．解本題的關(guān)鍵：由電熱水器的銘牌得出相關(guān)信息并利用好．計(jì)算時(shí)注意單位換算要正確：1L=1dm³=1×10^-3m³．