Question

【題目】由于化石能源長期大規(guī)模開采，不久的將來會消耗殆盡，所以開發(fā)新能源、更好的利用已知能源，是全球范圍內(nèi)的重要課題。人們根據(jù)生活需要制成了一種新型太陽能熱水器，晴天可利用太陽能集熱，陰雨天可用電輔助加熱。小榮家新安裝了一臺這種熱水器，銘牌如下圖。

請解答下列問題：

（1）太陽能熱水器貯滿水，水溫從20℃升高到50℃時，需要吸收多少熱量？

（2）用電加熱時，熱水器正常工作的電流為多少？（結(jié)果保留1位小數(shù)）

（3）貯滿水的熱水器，陰雨天時，也要使水溫從20℃升高到50℃，其中50%的熱量由電能輔助提供。若不計熱量損失，熱水器正常工作需要加熱多長時間？

額定電壓220V	容積100L
額定功率2000W	頻率50Hz

Answer 1

【答案】（1）太陽能熱水器貯滿水，水溫從20℃升高到50℃時，需要吸收1.26×107J熱量；（2）用電加熱時，熱水器正常工作的電流為9.1A；（3）若不計熱量損失，熱水器正常工作需要加熱時間為3150s。

【解析】

（1）先利用密度公式求出水的質(zhì)量，又知道水的初溫和末溫、水的比熱容，利用吸熱公式求出水吸收的熱量；

（2）根據(jù)P=UI的變形公式求出熱水器正常工作的電流；

（3）根據(jù)題意求出由電來輔助提供的熱量，又知道電功率的大小，利用的變形公式求出熱水器正常工作需要加熱時間。

（1）水的體積V=100L=100dm3=0.1m3，由得，水的質(zhì)量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg

水吸收的熱量：

（2）由P=UI得，熱水器正常工作的電流：

，

（3）由題意知，提供的熱量消耗的電能：

W=Q吸×50%=1.26×107J×50%=6.3×106J，

由得，熱水器正常工作需需要的加熱時間：

。