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物理必考为了测定某额定功率为1000W的电热水器的效率.物理小组的同

2024-01-20 07:00:41信息公告456

为了测定某额定功率为1000W的电热水器的效率,物理小组的同学在热水器中加了2kg的水,让热水器正常工作,并绘出了通电加热过程中水温随时间变化情况图,求:XfK物理好资源网(原物理ok网)

(1)加热6min,水吸收了多少热量?XfK物理好资源网(原物理ok网)

(2)电热水器的效率是指水吸收的热量与电热水器放出的热量之比,该热水器正常工作时的效率为多少?XfK物理好资源网(原物理ok网)

(3)如果采用效率为50%的煤气(热值为3.9×107J/m3),那么要达到与该电热水器同样的效果,煤气的释放速度应达到每秒多少升?

试题答案

解:(1)加热6min,由图可知,△t=50℃-20℃=30℃;XfK物理好资源网(原物理ok网)

水吸收热量:XfK物理好资源网(原物理ok网)

Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×30℃=2.52×105J;XfK物理好资源网(原物理ok网)

(2)∵热水器正常工作,XfK物理好资源网(原物理ok网)

∴P=P=1000W,XfK物理好资源网(原物理ok网)

加热6min消耗的电能:XfK物理好资源网(原物理ok网)

W=Pt=1000W×60s×6=3.6×105J,XfK物理好资源网(原物理ok网)

热水机的效率:XfK物理好资源网(原物理ok网)

η===70%;XfK物理好资源网(原物理ok网)

(3)要达到与该电热水器同样的效果,煤气释放的热量:XfK物理好资源网(原物理ok网)

Q===5.04×105J,XfK物理好资源网(原物理ok网)

需要燃烧的煤气:XfK物理好资源网(原物理ok网)

V==≈1.292×10-2m3=12.92L,XfK物理好资源网(原物理ok网)

煤气的释放速度:XfK物理好资源网(原物理ok网)

v释放=≈0.36L/s.XfK物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)加热6min,水吸收了多少热量为2.52×105J;XfK物理好资源网(原物理ok网)

(2)该热水器正常工作时的效率为70%;XfK物理好资源网(原物理ok网)

(3)要达到与该电热水器同样的效果,煤气的释放速度应达到0.036L/s.XfK物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)由图象可知,加热6min水温由20℃上升到了50℃,又知道水的质量,利用吸热公式求水吸收的热量(有用能量);XfK物理好资源网(原物理ok网)

(2)热水器正常工作时的实际功率等于额定功率,利用W=Pt求消耗的电能(总能量),再利用效率公式求热水器正常工作时的效率;XfK物理好资源网(原物理ok网)

(3)根据题意求出煤气燃烧释放的热量,利用Q=Vq求出所需煤气的体积,用所需煤气的体积除以6min即可求出释放的速度.XfK物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了热量的计算、消耗电能的计算、效率的计算、燃料热值的计算,知识点多、综合性强,能从图象中得出相关信息是本题的关键.XfK物理好资源网(原物理ok网)

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