试题

某一型号的自动电热水器，额定容量30L，额定功率3kW，装满20℃的水，正常工作45min，将水加热到80℃，求：
（1）电热水器在正常工作时，能量是如何转化的？
（2）这段时间内水箱中的水吸收多少热量？
（3）这段时间内电热水器共消耗多少电能？
（4）电热水器的效率．

解：（1）电流通过电热水器做功，消耗电能，转化为内能，被水吸收；
（2）电热水器装满水的体积：
v=30L=3×10^-2m³，
水的质量：
m=ρ_水v=1×10³kg/m³×3×10^-2m³=30kg，
水吸收的热量：
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg·℃）×30kg×（80℃-20℃）=7.56×10⁶J；
（3）这段时间内电热水器共消耗的电能：
W=Pt=3000W×45×60s=8.1×10⁶J；
（4）电热水器消耗电能产生的热量：
Q=W=8.1×10⁶J，
电热水器的效率：
η=

Q吸

Q

=

7.56×106J

8.1×106J

≈93.3%．
答：（1）电能转化为内能；
（2）这段时间内水箱中的水吸收的热量为7.56×10⁶J；
（3）这段时间内电热水器共消耗的电能为8.1×10⁶J；
（4）电热水器的效率约为93.3%．
解：（1）电流通过电热水器做功，消耗电能，转化为内能，被水吸收；
（2）电热水器装满水的体积：
v=30L=3×10^-2m³，
水的质量：
m=ρ_水v=1×10³kg/m³×3×10^-2m³=30kg，
水吸收的热量：
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg·℃）×30kg×（80℃-20℃）=7.56×10⁶J；
（3）这段时间内电热水器共消耗的电能：
W=Pt=3000W×45×60s=8.1×10⁶J；
（4）电热水器消耗电能产生的热量：
Q=W=8.1×10⁶J，
电热水器的效率：
η=

Q吸

Q

=

7.56×106J

8.1×106J

≈93.3%．
答：（1）电能转化为内能；
（2）这段时间内水箱中的水吸收的热量为7.56×10⁶J；
（3）这段时间内电热水器共消耗的电能为8.1×10⁶J；
（4）电热水器的效率约为93.3%．