Question

在学校开展“节约用电”的调查活动中，李明同学对家中一把额定功率为1500W的电茶壶（发热管设置在壶内）的热效率进行了探究．他用电茶壶装了3kg的水，测出水的温度为18℃．接通电路后让茶壶在额定电压下正常工作，经过12min57s的时间，水开始沸腾，测得水沸腾的温度为92℃．请你根据以上测量数据帮助李明计算和分析：
（1）从开始加热到水沸腾，水所吸收的热Q₁；
（2）从开始加热到水沸腾，发热管放出的热Q₂；
（3）这把电茶壶的效率；
（4）分析加热过程中发生热量损失的两种原因．[c_水=4.2×10³/]．

Answer

（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量（有用能量）；
（2）知道电茶壶的额定功率（正常工作时的电功率），利用Q=W=Pt求发热管放出的热量（总能量）；
（3）求出了水吸收的热量、发热管放出的热量，利用效率公式求电茶壶的效率；
（3）热损失：①热散失，散失到空气中；②电茶壶吸热．
【解析】
（1）水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t）
=4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（92℃-18℃）
=9.324×105J；
（2）∵电茶壶正常工作，
∴P=P额=1500W，
t=12min57s=777s，
发热管放出的热量：
Q=W=Pt=1500W×777s=1.1655×106J；
（3）电茶壶的效率
η===80%；
（3）加热过程中发生热量损失的两种原因：①壶自身要吸收部分热量，②一部分热量散发到空气中．
答：（1）水吸收的热量是9.324×105J；
（2）从开始加热到水沸腾，发热管放出的热量为1.1655×106J；
（3）这把电茶壶的效率是80%；
（4）壶自身要吸收部分热量，一部分热量散发到空气中．