Question

4．一臺電熱水器的銘牌上標(biāo)有“220V，3000W”字樣，其中裝有60kg的水，將這些水從30℃加熱到45℃．求：
（1）這些水加熱過程中需要吸收的熱量[已知：c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）為了加熱這些水，小明計時發(fā)現(xiàn)用了20min，對此你是否有異議，為什么？

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、比熱容、初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）求水需要吸收的熱量；
（2）電熱水器正常工作時，實際功率等于額定功率，利用Q_放=W=Pt求電熱水器正常工作20min所產(chǎn)生的熱量，然后與水需要吸收的熱量進(jìn)行比較；若電熱水器產(chǎn)生的熱量大于水吸收的熱量，則測得的時間無異議；反之則有異議．

解答 解：
（1）這些水加熱過程中需要吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×60kg×（45℃-30℃）=3.78×10⁶J；
（2）測得的時間t=20min=1200s，
當(dāng)電熱水器正常工作時，其功率P=P_額=3000W，
則電熱水器正常工作20min所產(chǎn)生的熱量：
Q_放=W=Pt=3000W×1200s=3.6×10⁶J．
比較可知Q_放＜Q_吸，這違背了能量守恒定律，所以小明測得的時間有問題，實際加熱時間應(yīng)大于20min．
答：（1）這些水加熱過程中需要吸收的熱量為3.78×10⁶J；
（2）有異議，因為電熱水器正常工作20min放出的熱量小于水需要吸收的熱量，違背了能量守恒定律．

點評 本題為電熱綜合題，考查了吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）、電流做功產(chǎn)生熱量公式Q_放=W=Pt的應(yīng)用；對于第2小題，也可以計算不計熱損失時電熱水器的正常加熱時間，然后與測得的時間進(jìn)行比較．