某一型号的自动电热水器,额定容量30L,额定功率3kW,装满20℃的水,正常工作45min,将水加热到80℃,求:(1)电热水器在正常工作时,能量是如何转化的?(2)

发布时间:2020-07-29 12:38:52

某一型号的自动电热水器,额定容量30L,额定功率3kW,装满20℃的水,正常工作45min,将水加热到80℃,求:
(1)电热水器在正常工作时,能量是如何转化的?
(2)这段时间内水箱中的水吸收多少热量?
(3)这段时间内电热水器共消耗多少电能?
(4)电热水器的效率.

网友回答

解:(1)电流通过电热水器做功,消耗电能,转化为内能,被水吸收;
(2)电热水器装满水的体积:
v=30L=3×10-2m3,
水的质量:
m=ρ水v=1×103kg/m3×3×10-2m3=30kg,
水吸收的热量:
Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg?℃)×30kg×(80℃-20℃)=7.56×106J;
(3)这段时间内电热水器共消耗的电能:
W=Pt=3000W×45×60s=8.1×106J;
(4)电热水器消耗电能产生的热量:
Q=W=8.1×106J,
电热水器的效率:
η==≈93.3%.
答:(1)电能转化为内能;
(2)这段时间内水箱中的水吸收的热量为7.56×106J;
(3)这段时间内电热水器共消耗的电能为8.1×106J;
(4)电热水器的效率约为93.3%.
解析分析:(1)从电流通过电热水器做功的实质回答;(2)从铭牌知道电热水器的容积即装满水的体积,利用密度公式求水的质量;又知道水的温度升高值和水的比热容,根据吸热公式求水吸收的热量;(3)正常工作时电热水器的实际功率和额定功率相等,根据W=Pt求出这段时间内电热水器共消耗的电能;(4)电热水器消耗的电能转化为水的内能,根据效率公式求出电热水器的效率.

点评:本题是一道电学与热学的综合应用题,涉及到了能量的转化、质量的计算、热量的计算、电功的计算、效率的计算,关键是公式及其变形式的灵活应用,计算过程要注意单位的换算.
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