问题补充:
家庭中常用电热水壶烧水,它具有方便、环保的优点.下表是某同学收集到的一电热水壶的有关数据,请按要求作答.
电热水壶
铭牌额定电压U/V220额定功率P/W484容积V/L0.5(1)在一标准大气压下烧开一壶20℃的水至少需吸收多少热量?需要加热多长时间?
(2)实际上烧开一壶水需要7min,若不计能量损失,求电源的实际电压是多少?
(3)烧开一壶水实际加热时间总大于理论计算时间.你认为产生这种现象的原因是什么?请简要分析.
答案:
解:
(1)水的体积:
V=0.5L=0.5×10-3m3,
水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.5×10-3m3=0.5kg,
Q吸=cm水△t
=4.2×103J/(kg?℃)×0.5kg×(100℃-20℃)
=1.68×105J;
由题知,Q吸=W,
热水壶理论上需要的加热时间;
t==≈347s≈5.8min;
(2)P实===400W,
∵P实=,P额=,
∴P实:P额=:=(U实)2:(U额)2=400W:480W
∴(U实)2:(220W)2=400W:484W
∴U实=200V;
(3)在实际上烧开水时,水在吸收热量时也向空气中散热,存在热损失,也可能电压低于220V,会造成实际加热时间的延长.
答:(1)在一标准大气压下烧开一壶20℃的水至少需吸收1.68×105J的热量;需要加热347s;
(2)电源的实际电压是200V;
(3)存在热损失或电源电压低于220V.
解析分析:(1)已知壶的容积,利用密度公式求一壶水的质量,知道水的初温和末温(一标准大气压下水的沸点为100℃),根据公式Q吸=cm△t可求吸收的热量;由题知,水吸收的热量等于消耗电能产生的热量,即Q吸=W,根据公式t=可求电热水壶理论上需要的加热时间;
(2)求出了烧开一壶水吸收的热量,实际功率P实=,由于P实=、P额=,可求实际电压的大小;
(3)实际上烧开一壶水的加热时间总是要大于理论计算时间,这是因为在实际上烧开水时,水在吸收热量时也向空气中散热,同时壶本身也要吸收热量,也可能电压低于220?V,这些因素均会造成实际加热时间的延长.
点评:本题考查了学生对密度公式、吸热公式、电功率公式的掌握和运用,关键是公式及其变形的灵活运用,还要学会从题目所给信息中找到有用的数据.
家庭中常用电热水壶烧水 它具有方便 环保的优点.下表是某同学收集到的一电热水壶的有关数据 请按要求作答.电热水壶铭牌额定电压U/V220额定功率P/W484容积V/L