小新家新安裝了一臺電熱水器，電熱水器的銘牌如表所示，若自來水的溫度是10℃，充滿水后，小新將調(diào)溫開關(guān)調(diào)到“60℃”的位置．接通電源，加熱指示燈亮，達(dá)到設(shè)定溫度時，加熱指示燈熄滅．請你幫助小明回答下列問題：





貯水式電熱水器
型號：V-50
額定容量：50kg  額定壓強(qiáng)：0.6MP
額定電壓：220V  額定功率：1500W
額定頻率：50Hz  防水等級：E（1）加熱指示燈從亮到熄滅的過程中，熱水器中的水一共吸收多少熱量？（c水=4.2×103J/（kg?℃））
（2）若不考慮能量損失，從接通電源到指示燈滅需要多少時間？
（3）若實(shí)際經(jīng)過2.5h指示燈才熄滅，則熱水器的效率是多少？
（4）若水吸收的熱量由燃燒天然氣來提供，則至少應(yīng)完全燃燒多少m3的天然氣？（天燃?xì)獾臒嶂禐?.4×107J/m3）．			


			


		

		
		
	

		

			

				

				
分析：（1）充滿水后水的質(zhì)量和額定容量相等，由圖可知設(shè)定的溫度即為水的末溫，根據(jù)Q=cm（t-t0）求出水吸收的熱量；
（2）不考慮能量損失時，吸收的熱量等于消耗的電能，根據(jù)W=Q吸=Pt計算加熱時間；
（3）根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，利用效率公式求出熱水器的效率；
（4）由題意可知，天然氣完全燃燒釋放的熱量，根據(jù)Q=Vq求出消耗天然氣的體積．
解答：解：（1）水吸收的熱量：
Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×106J；
（2）不考慮能量損失時，
W=Q吸=8.4×106J，
根據(jù)W=Pt可得，需要的加熱時間：
t=
W
P
=
8.4×106J
1500W
=5600s；
（3）加熱時間：
t=2.5h=2.5×3600s=9000s，
電熱水器消耗的電功：
W′=Pt′=1500W×9000s=1.35×107J，
熱水器的效率：
η=
Q吸
W
×100%=
8.4×106J
1.35×107J
×100%≈62.2%；
（4）由題意可知，Q放=Q吸=8.4×106J，
根據(jù)Q放=Vq可得，消耗天然氣的體積：
V=
Q放
q
=
8.4×106J
8.4×107J/m3
=0.1m3．
答：（1）加熱指示燈從亮到熄滅的過程中，熱水器中的水一共吸收了8.4×106J的熱量；
（2）若不考慮能量損失，從接通電源到指示燈滅需要多5600s；
（3）若實(shí)際經(jīng)過2.5h指示燈才熄滅，則熱水器的效率是62.2%；
（4）若水吸收的熱量由燃燒天然氣來提供，則至少應(yīng)完全燃燒0.1m3的天然氣．
點(diǎn)評：本題考查質(zhì)量、熱量、通電時間、燃料體積、電功以及熱水器效率的計算，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運(yùn)用，要注意設(shè)定的溫度即為水的末溫，計算過程還要注意單位的換算．
				

							

			

			

			
			

		

	


		


		





			

		
		
				

				練習(xí)冊系列答案
		

		
				
			

					

				相關(guān)習(xí)題
			

						
		

			

				科目：初中物理
				來源：
				題型：
			


						
（2010?岳陽）小明家新安裝了一臺太陽能熱水器，晴天用太陽能集熱，陰雨天可用電輔助加熱，其銘牌相關(guān)數(shù)據(jù)如表：






  水箱容積0.1m3
    額定電壓220V



集熱管采光面積1.5m2
    額定功率1500W
（1）小明查閱資料得知，當(dāng)?shù)厍缣炱骄?m2采光面在1h內(nèi)接收的太陽能為2.1×106 J．
則晴天時，每天日照時間按8h計算，熱水器一天中接收的太陽能是多少？若這些太陽能全部被水吸收，可使?jié)M箱水的溫度升高多少？[c水=4.2×103J/（kg?℃）]
（2）陰天時，為使?jié)M箱水升高的溫度與晴天相同，水吸收的熱量50%由電輔助提供，則需電輔助正常加熱多長時間？（不計熱量損失）
（3）請說出利用太陽能的一個優(yōu)點(diǎn)．


			


			

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				科目：初中物理
				來源：
				題型：
			


						
（2012?茂名）小明家新安裝了一臺如圖所示的太陽能、電能兩用熱水器．平常使用太陽能，在陽光不足時，用電熱絲輔助加熱．熱水器銘牌如下．
（1）電熱水器正常工作時，電熱絲的電阻和電流各是多少？
（2）太陽能熱水器貯滿水，水溫從20℃加熱到50℃時吸收了多少熱量？（ 1L=10 -3m3 ）
（3）若通過完全燃燒天然氣加熱一滿箱水，使其溫度從20℃升高到50℃時，不考慮熱量的損失，需要多少m3天然氣？（天然氣的熱值為4.0×107J/m3）
（4）由于寒冷陰雨，太陽能熱水器只將水加熱到35℃，現(xiàn)要通過電熱絲將水加熱到50℃使用，需電加熱器正常工作多長時間？（設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）






××牌熱水器



型號HM-20
集熱管數(shù)28支
額定頻率50Hz



水箱容積200L
集熱管管長180cm
額定電壓220V



防水等級A
系統(tǒng)承壓3.0MPa
額定功率4400W


			


			

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				科目：初中物理
				來源：岳陽
				題型：問答題
			


						
小明家新安裝了一臺太陽能熱水器，晴天用太陽能集熱，陰雨天可用電輔助加熱，其銘牌相關(guān)數(shù)據(jù)如表：






  水箱容積0.1m3
    額定電壓220V



集熱管采光面積1.5rn2
    額定功率1500W
（1）小明查閱資料得知，當(dāng)?shù)厍缣炱骄?m2采光面在1h內(nèi)接收的太陽能為2.1×106 J．
則晴天時，每天日照時間按8h計算，熱水器一天中接收的太陽能是多少？若這些太陽能全部被水吸收，可使?jié)M箱水的溫度升高多少？[c水=4.2×103J/（kg-℃）]
（2）陰天時，為使?jié)M箱水升高的溫度與晴天相同，水吸收的熱量50%由電輔助提供，則需電輔助正常加熱多長時間？（不計熱量損失）
（3）請說出利用太陽能的一個優(yōu)點(diǎn)．


			


			

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				科目：初中物理
				來源：2010年湖南省岳陽市中考物理試卷（解析版）
				題型：解答題
			


						
小明家新安裝了一臺太陽能熱水器，晴天用太陽能集熱，陰雨天可用電輔助加熱，其銘牌相關(guān)數(shù)據(jù)如表：
  水箱容積0.1m3    額定電壓220V
集熱管采光面積1.5rn2    額定功率1500W
（1）小明查閱資料得知，當(dāng)?shù)厍缣炱骄?m2采光面在1h內(nèi)接收的太陽能為2.1×106 J．
則晴天時，每天日照時間按8h計算，熱水器一天中接收的太陽能是多少？若這些太陽能全部被水吸收，可使?jié)M箱水的溫度升高多少？[c水=4.2×103J/]
（2）陰天時，為使?jié)M箱水升高的溫度與晴天相同，水吸收的熱量50%由電輔助提供，則需電輔助正常加熱多長時間？（不計熱量損失）
（3）請說出利用太陽能的一個優(yōu)點(diǎn)．


			


			

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				科目：初中物理
				來源：2012年廣東省茂名市中考物理試卷（解析版）
				題型：解答題
			


						
小明家新安裝了一臺如圖所示的太陽能、電能兩用熱水器．平常使用太陽能，在陽光不足時，用電熱絲輔助加熱．熱水器銘牌如下．
（1）電熱水器正常工作時，電熱絲的電阻和電流各是多少？
（2）太陽能熱水器貯滿水，水溫從20℃加熱到50℃時吸收了多少熱量？（ 1L=10 -3m3 ）
（3）若通過完全燃燒天然氣加熱一滿箱水，使其溫度從20℃升高到50℃時，不考慮熱量的損失，需要多少m3天然氣？（天然氣的熱值為4.0×107J/m3）
（4）由于寒冷陰雨，太陽能熱水器只將水加熱到35℃，現(xiàn)要通過電熱絲將水加熱到50℃使用，需電加熱器正常工作多長時間？（設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）
××牌熱水器
型號HM-20集熱管數(shù)28支額定頻率50Hz
水箱容積200L集熱管管長180cm額定電壓220V
防水等級A系統(tǒng)承壓3.0MPa額定功率4400W




			


			

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