Question

【題目】由于化石能源長期大規模開采，不久的將來會消耗殆盡，所以開發新能源、更好的利用知己能源，是全球范圍內的重要課題．人們根據生活需要制成了一種新型太陽能熱水器，晴天可利用太陽能集熱，陰雨天可用電輔助加熱．小榮家新安裝了一臺這種熱水器，銘牌如下圖．

額定電壓220V	容積100L
額定功率2000W	頻率50Hz

（1）太陽能熱水器貯滿水，水溫從20°C升高到50°C時，需要吸收多少熱量？
（2）用電加熱時，熱水器正常工作的電流為多少？（結果保留1位小數）
（3）貯滿水的熱水器，陰雨天時，也要使水溫從20°C升高到50°C，其中50%的熱量由電能輔助提供．若不計熱量損失，熱水器正常工作需要加熱多長時間？

Answer 1

【答案】
（1）解：水的體積V=100L=100dm3=0.1m3，

由ρ= 得，水的質量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg

水吸收的熱量：

Q吸=cm（t﹣t0）

=4.2×103J/（㎏℃）×100㎏×（50℃﹣20℃）

=1.26×107J

（2）解：由P=UI得，熱水器正常工作的電流：

I= = ≈9.1A

（3）解：由題意知，提供的熱量消耗的電能：

W=Q吸×50%=1.26×107J×50%=6.3×106J，

由P= 得，熱水器正常工作需需要的加熱時間：

t= = =3150s

【解析】（1）先利用密度公式求出水的質量，又知道水的初溫和末溫、水的比熱容，利用吸熱公式求出水吸收的熱量；（2）根據P=UI的變形公式I= 求出熱水器正常工作的電流；（3）根據題意求出由電來輔助提供的熱量，又知道電功率的大小，利用P= 的變形公式求出熱水器正常工作需要加熱時間．