Question

小亮和爸爸外出旅游入住兴凯湖宾馆，房间内漂亮、精致的电热水壶引起了小亮的兴趣，电热水壶如图甲所示，小亮对电热水壶做了细致的观察，在壶体外侧靠近壶把处有一透明有机玻璃管，下部与壶体相通，如图乙所示，当向壶内注水时，有机玻璃管里也会出现水柱，壶底铭牌如图丙所示．

（1）透明有机玻璃管与壶体构成一个______．
（2）若小亮按壶的额定容量装水，把水由20℃加热到1O0℃，请计算壶内水吸收的热量．[已知水的比热容是4.2×10³J/]
（3）若小亮按壶的额定容量装水，把水由20℃加热到100℃，电热水壶在额定电压下工作了5分钟，依据铭牌上提的信息，请计算电热水壶耗电多少？
（4）请计算电热水壶的热效率．

Answer

（1）上端开口、下部相连通的容器叫连通器；连通器内的液体不流动时，各容器中的液面就是相平的．
（2）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（3）知道电热壶在额定电压下工作，电热壶的实际功率为额定功率，由铭牌知道电热壶的额定功率，利用W=Pt求消耗的电能；
（4）使用电热壶时水吸收的热量为有用能量，消耗的电能为总能量，利用效率公式求电热壶的热效率．
【解析】
（1）透明有机玻璃管与壶体构成了一个连通器，水不流动时，水面是相平的，我们通过观察玻璃管中水位的高低就可以知道壶内水的多少，及时加水．
（2）壶内水的体积：
v=1.2L=1.2×10-3m3，
壶内水的质量：
m=ρv=1×103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.2kg×（100℃-20℃）=4.032×105J；
（3）电热水壶在额定电压下，P=P额=1500W，
在额定电压下工作5分钟消耗电能：
W电=Pt=1500W×5×60s=4.5×105J；
（4）电热水壶的热效率：
η=×100%=×100%=89.6%．
答：（1）透明有机玻璃管与壶体构成一个连通器；
（2）壶内水吸收的热量为4.032×105J；
（3）电热水壶在额定电压下工作了5分钟耗电4.5×105J；
（4）电热水壶的热效率为89.6%．