Question

如图所示是家庭中所用的一种电水壶的外形及其铭牌，请你根据图中所提供的信息完成以下问题：
（1）图乙中观察壶内水位的玻璃管利用原理来工作．
（2）已知壶中装满水时水位高为10cm，此时水对水壶底的压强是多少？
（3）把初温为20℃的一满壶水在一个标准大气压下烧开，水需要吸收多少热量？
（4）在不计热量损失的情况下，电水壶正常工作时烧开一满壶水需要多长时间？[C_水=4.2×10³J/、g=10N/kg]

Answer

（1）根据连通器的原理可知，壶内水位的玻璃管与壶内的水位是相平的，通过观察玻璃管内水位的高低就可判断壶内水位的高低．
（2）已知水的深度，根据公式P=ρgh可求水对水壶底的压强．
（3）已知水壶的容积和水的密度，根据公式m=ρV求出壶内水的质量，再利用公式Q=cm△t可求水烧开时吸收的热量．
（4）在不计热量损失的情况下，水吸收的热量等于消耗的电能，Q=W，水壶的额定功率已知，根据公式t=可求电水壶正常工作时烧开一满壶水需要的时间．
【解析】
（1）壶内水位的玻璃管是根据连通器的原理来工作的．
（2）水对壶底的压强：P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa．
答：此时水对水壶底的压强是1.0×103Pa．
（3）装满水时水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg，
烧开水吸收的热量：Q=cm（t-t）=4.2×103J/（kg•℃）×1.2kg×（100℃-20℃）=4.032×105J．
答：水需要吸收热量4.032×105J．
（4）烧开一满壶水的时间：t==≈269s．
答：电水壶正常工作时烧开一满壶水需要269s．