将一个标有“220V400W”字样的“热得快”插入体积为0.5升、初温为20℃的水中,此时由于是用电高峰,实际电压为210伏,在标准大气压下经过9分10秒将水加热至沸腾,求“热得快”烧水时的热效率(不计电阻值随温度的变化).

问题描述:

将一个标有“220V400W”字样的“热得快”插入体积为0.5升、初温为20℃的水中,此时由于是用电高峰,实际电压为210伏,在标准大气压下经过9分10秒将水加热至沸腾,求“热得快”烧水时的热效率(不计电阻值随温度的变化).

热得快的电阻:
R=

U
2
P
=
(220V)2
400W
=121Ω,
热得快在210V的电压下9分10秒产生的热量:
Q1=
U
2
R
t=
(210V)2
121Ω
×550s≈2×105J,
水吸收的热量:
Q2=cm△t=cρV△t=4.2×103J/(kg•℃)×1.0×103kg/m3×0.5×10-3m3×(100℃-20℃)=1.68×105J,
热效率:
η=
Q2
Q1
=
1.68×105J
105J
=84%.
答:热得快烧水时的热效率为84%.
答案解析:由热得快的铭牌可知额定电压和额定功率,根据R=
U2
P
求出其电阻;根据Q=
U2
R
t求出在210V的电压下9分10秒产生的热量,根据Q=cm△t和m=ρV求出水吸收的热量,最后根据效率公式求出热得快烧水时的热效率.
考试点:电功与热量的综合计算;电功率的计算.

知识点:本题考查了电阻、电功、质量、热量、效率的计算,关键是公式及其变形式的灵活应用,是一道难度适中的电学和热学的综合题.