Question

某機關的一臺電熱水器的銘牌如圖所示，如果水箱中的水初始溫度是20℃，外界大氣壓是一個標準大氣壓．（假設消耗的電能全部被水吸收，轉化為水的內能）
[已知：水的密度是1.0×10³kg/m³；水的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃）]
求：（1）電熱水器在正常工作時的電流是多大？（保留一位小數）
（2）熱水器最多能裝多少kg的水？
（3）熱水器裝滿水后，把水箱中的水燒開，要吸收多少熱量？
（4）這個過程，電熱水器正常工作至少多長時間？但實際上加熱時間需要0.5h，請你寫出產生這種現象的原因．（寫出一個即可）

額定電壓V	220	容積L	10
頻率Hz	50	超溫保護℃	120
額定功率KW	3

Answer 1

（1）電熱水器在正常工作時的電流：
I=

P額

U額

=

3000W

220V

≈13.6A；
（2）水的質量：
m=ρV=1×10³kg/m³×10×10^-3m³=10kg，
（3）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t  
=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×（100℃-20℃）
=3.36×10⁶J；
（4）由題知，Q_吸=W=Pt，
電熱水器工作時間：
t=

W

P

=

3.36×106J

3000W

=1120s≈0.3h，
實際上加熱時間需要0.5h，說明實際的加熱時間長，原因是加熱過程中存在熱損失．
答：（1）電熱水器在正常工作時的電流是13.6A；
（2）熱水器最多能裝10kg的水；
（3）熱水器裝滿水后，把水箱中的水燒開，要吸收3.36×10⁶J的熱量；
（4）這個過程，電熱水器正常工作至少0.3h，實際上加熱時間需要0.5h，產生這種現象的原因是存在熱損失．