2.(2020·天水)如图所示是某款电热水壶及相关信息表。现在该水壶内装入1L、初温为20℃的水,放置在水平桌面上。接通电源使其正常工作,在标准大气压下将水烧开。求:
额定功率 |
1000W |
自重 |
5N |
与桌面接触面积 |
200cm2 |
(1)装入水后水壶对桌面的压强;
(2)水吸收的热量;
(3)此电热水壶在额定电压下正常工作7min可将1L水烧开,试计算该电热水壶的加热效率。[c水=4.2×103J/(kg•℃),g=10N/kg]
【答案】(1)装入水后水壶对桌面的压强为750Pa;
(2)水吸收的热量为3.36×105J;
(3)该电热水壶的加热效率为80%。
【解析】(1)水壶内装水的体积:V水=1L=1dm3=1×10﹣3m3,
由ρ=可得,水壶内装水的质量:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,
水壶内水的重力:G水=m水g=1kg×10N/kg=10N,
装入水后水壶对桌面的压力:F=G水+G水壶=10N+5N=15N,
装入水后水壶对桌面的压强:p===750Pa;
(2)在标准大气压下水的沸点是100℃,则水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J∕(kg•℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J;
(3)由P=可得,电热水壶消耗的电能:W=Pt′=1000W×7×60s=4.2×105J,
该电热水壶的加热效率:η==×100%=80%。
答:(1)装入水后水壶对桌面的压强为750Pa;
(2)水吸收的热量为3.36×105J;
(3)该电热水壶的加热效率为80%。