(2006?六合區(qū)二模)一家用電熱水器的銘牌如下表所示:
櫻花牌全自動電熱水器
型號:YHP2--12D              容積:12L
額定功率:2kW                  類別:防觸電保護(hù)一類
額定電壓:220V                  凈重:22kg
出廠時間:2005年11月           編號:200511000
櫻花廚房設(shè)備有限公司制造根據(jù)銘牌所提供的信息,解答下列問題:[c=4.2×103 J/(kg?℃)]
(1)該電熱水器正常工作時電熱絲的電阻多大?
(2)將該電熱水器裝滿水加熱,使水溫由20℃升高到60℃,水需要吸收多少熱量?
(3)若電熱水器正常工作時電熱所產(chǎn)生熱量的80%被水吸收,則第(3)問中的加熱過程需多少時間?
(4)現(xiàn)代家庭大多數(shù)用太陽能熱水器來取代電熱水器,請你談?wù)勈褂锰柲軣崴鞯暮锰帲▽懸粭l)
分析:(1)電熱水器正常工作時的功率和額定功率相等,根據(jù)P=
U2
R
求出電熱絲的電阻;
(2)已知水的體積和密度,根據(jù)公式m=ρv可求水的質(zhì)量,再利用公式Q=cm(t-t0)求出吸收的熱量;
(3)知道水吸收的熱量,利用效率公式求出消耗的電能,再根據(jù)W=Pt求出加熱過程需要的時間;
(4)太陽能熱水器:清潔、環(huán)保、節(jié)能、安全.
解答:解:(1)電熱水器正常工作時的功率P=2kW=2000W,電壓U=220V,
根據(jù)P=
U2
R
可得,電熱絲的電阻:
R=
U2
P
=
(220V)2
2000W
=24.2Ω;
(2)根據(jù)ρ=
m
V
可得,電熱水器裝滿水時水的質(zhì)量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×12×10-3m3=12kg,
水需要吸收的熱量:
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×12kg×(60℃-20℃)=2.016×106J;
(3)∵電熱水器正常工作時電熱所產(chǎn)生熱量的80%被水吸收,
∴根據(jù)η=
Q
W
×100%可得,消耗的電能:
W=
Q
η
=
2.016×106J
80%
=2.52×106J,
根據(jù)W=Pt可得,所需的加熱的時間:
t=
W
P
=
2.52×106J
2000W
=1260s;
(4)太陽能熱水器的優(yōu)點(diǎn):安全、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、取之不盡,用之不竭.
答:(1)該電熱水器正常工作時電熱絲的電阻是R=24.2Ω;
(2)水需要吸收2.016×106J的熱量;
(3)加熱過程需的時間是1260s;
(4)安全、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、取之不盡,用之不竭.
點(diǎn)評:本題考查了電功與熱量的綜合計(jì)算,涉及到電功率公式、密度公式、吸熱公式、電功公式和效率公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是從表格中獲取相關(guān)的信息,要注意用電器正常工作時的功率和額定功率相等.
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