Question

12．如圖所示為某大學(xué)學(xué)生設(shè)計(jì)的一款燈、壺組合的“水壺臺(tái)燈”．“水壺臺(tái)燈”是由玻璃壺、圓形底座和白熾燈組成．白熾燈與壺形燈罩下方的凹槽正好吻合（燈泡不直接與水接觸），可將發(fā)光時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)能用于水保溫，已知白熾燈標(biāo)有“220V  100W”字樣．若該臺(tái)燈正常工作0.5h能將0.72kg的40℃的水加熱至90℃，求：
（1）水吸收的熱量；[c_水=4.2×10³（J/kg•℃）]
（2）該臺(tái)燈工作時(shí)消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率．

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、初溫和末溫；利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）可求水吸收的熱量；
（2）已知白熾燈正常工作，實(shí)際功率等于額定功率，利用W=Pt可求出消耗的電能，利用效率公式求該臺(tái)燈工作時(shí)消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率．

解答 解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³ J/（kg•℃）×0.72kg×（90℃-40℃）=1.512×10⁵J；
（2）由P=$\frac{W}{t}$得消耗的電能：
W=Pt=0.1kW×0.5h=0.05kW•h=1.8×10⁵J；
該臺(tái)燈工作時(shí)消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.512×1{0}^{5}J}{1.8×1{0}^{5}J}$×100%=84%．
答：（1）水吸收的熱量為1.512×10⁵J；
（2）該臺(tái)燈工作時(shí)消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為84%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了水吸收熱量、電能、效率的計(jì)算，雖知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，但都屬于基礎(chǔ)，難度不大．