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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...

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.
(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. 【解析】 (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.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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