Question

小明家新安装了一台电热水器，电热水器的铭牌如图甲所示，若自来水的温度是10℃，充满水后，小明将调温开关调到如图乙所示的位置．接通电源，加热指示灯亮；达到设定温度时，加热指示灯灭．请你帮助小明回答下列问题：
（1）加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水一共吸收了多少热量？
（2）若不考虑能量损失，从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间？
（3）若实际经过2h30min指示灯才熄灭，则热水器的效率是多少？

Answer

（1）先计算水的质量，再根据Q吸=c水m（t-t）求出吸收的热量．
（2）不考虑能量损失时，吸收的热量等于消耗的电能，根据t=计算时间．
（3）根据W=Pt计算出消耗的电能，再与吸收的热量进行比较，就能得出热水器的效率．
【解析】
（1）水的质量：
m=ρv=1.0×103kg/m3×55×10-3m3=55kg，
水吸收的热量：
Q吸=c水m（t-t）=4.2×103J/（kg•℃）×55kg×（60℃-10℃）=1.155×107J；
（2）不考虑能量损失时，
W=Q吸=1.155×107J，
t===7700s；
（3）电热水器消耗的电功：
W′=Pt′=1500W×（2×3600s+30×60s）=1.35×107J，
热水器的效率：
η==≈85.6%．
答：（1）热水器中的水一共吸收1.155×107J的热量；
（2）从接通电源到指示灯熄灭需要7700s；
（3）热水器的效率约为85.6%．