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- 2021-11-11 发布
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专题 22 电热综合计算
1.(2005 天津,31)质量为 2kg,温度为 15℃的水,当吸收了 1.68×105J 的热量后,温度升高到
多少摄氏度[c 水=4.2×103J/(kg·℃)]?
【答案】35℃
【解析】由 tcmQ ,知 ℃℃ 202102.4
J1068.1
3
5
cm
Qt ,即温度升高了 20℃;
温度升高到 ℃℃℃ 3520150 ttt
2.(2006 天津,31)质量为 500 g 的铁锅中放有 3 kg 的水,把它们从 15℃加热到 85℃,吸收了多
少热量?[c 铁=0.46×103 J/(kg·℃),c 水=4.2×103 J/(kg·℃)]
【答案】8.981×105J
【解析】Q=c铁m铁(t2-t1)+c水m水(t2-t1)
=0.46×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×70 ℃+4.2×103 J/(kg·℃)×3 kg×70 ℃
=8.981×105J
3.(2007天津,31)把质量为2kg,温度为30℃的铝块加热到100℃,铝块吸收的热量是多少焦耳?
[铝的比热容为0.88×103 J/(kg·℃)]
【答案】1.232×105J
【解析】Q=c 铝 m 铝(t-t0)=0.88×103 J/(kg·℃)×2kg×(100℃-30℃)=1.232×105J
4.(2008 天津,24)已知铝的比热容是 0.88×103J/(kg·℃).它表示质量是 l kg 的铝块温度升
高 1℃时吸收吸收的热量为.依据上述比热容的物理意义.请计算:把质量为 5 kg、温度为 20℃的铝块
加热剑 100℃.铝块吸收的热量是多少?
【答案】0.88×103 J;3.52×105J
【解析】比热容的物理意义为单位质量的某物体温度升高 1℃时所吸收的热量;
Q=c 铝 m 铝(t-t0)=0.88×103 J/(kg·℃)×5kg×(100℃-20℃)=3.52×105J。
5.(2009 天津,22)炎热夏天,小丽将装有 0.6kg 水的塑料瓶放入电冰箱冷藏室,待水降温后饮用。
水由 35℃降至 5℃过程中放出的热量为多少?[水的比热容 c=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】7.56×104J
【解析】Q放=cm(t0-t)=4.2×103×0.6×(35-5)J=7.56×104J
6.(2010 天津,22)质量 100kg 的热水,温度从 80℃降低到 20℃,放出的热量是多少?(c 水=4.2×103J
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/(kg·℃)。
【答案】2.52×107J
【解析】Q放=cm(t0-t)=4.2×103×100×(80-20)J=2.52×107J
7.(2011 天津,22)小丽家电热淋浴器的额定功率为 2000W,水箱最多可容纳 50kg 水,注满水的
淋浴器连续正常加热 40min,淋浴器上温度示数由 22℃上升到 42℃。水的比热容 c=4.2×103J/(kg·℃),
求:
(1)此 过程中水箱中的水吸收的热量;
(2)该电热淋浴器加热时的热效率。
【答案】(1)4.2×106J;(2)87.5%
【解析】(1)水吸收的热量(有用能量):Q吸=cm(t-t0)=4.2×103×50×(42-22)J=4.2×106J;
(2)加热水消耗的电能(总能量):W=Pt=2000W×40×60s=4.8×106J;
电热淋浴器加热时的热效率:η=Q吸/W=4.2×106J/4.8×106J=87.5%。
8.(2012 天津,22)如图所示,烧瓶中装有 0.3kg 煤油,电阻丝的阻值为 10Ω,闭合开关.调节
滑动变阻器滑片,当电流表的示数为 2A 时通电 5min,煤油的温度由 20℃升高到 30℃.[c 煤油=2.1×103J/
(kg·℃)]
求:(1)煤油吸收的热量;(2)电阻丝加热煤油的效率.
【答案】(1)6300J;(2)52.5%
【解析】
煤油吸收的热量为:Q 吸=c 煤油 m(t﹣t0)=2.1×103J/(kg•℃)×0.3kg×(30℃﹣20℃)=6300J。
电流通过电阻丝放出的热量为:Q=I2Rt=(2A)2×10Ω×300s=1.2×104J,
则电阻丝加热煤油的效率为:η=Q 吸/Q=6300J/1.2×104J=52.5%。
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9.(2013 天津,22)图中为“热的快”的结构示意图,其内部电热丝的阻值为 48.4Ω,将它接在
220V 家庭电路中,在一个标准大气压下降保温瓶中的水烧开。已知瓶中水的质量为 2kg,初温为 20℃,
水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)。在此过程中,若不计热量损失,
求:(1)水吸收的热量;(2)需要加热的时间。
【答案】(1)6.72×105J;(2)672s
【解析】(1)水吸收的热量 Q 吸=c 水 m(t-t0)=4.2×103×2×(100-20)=6.72×105J。
(2)需要加热的时间 t=W/P=Q 吸/(U2/R)= Q 吸 R /U2=6.72×105×48.4/ 2202=672s。
10.(2014 天津,20)小华家额定功率为 2000W 的电热淋浴器,装满 30kg 水后连续正常加热 35min.水
的温度由 20℃升高到 50℃.已知 c 水=4.2×103J/(kg•℃),求:
(1)加热过程中水吸收的热量;
(2)此过程电热淋浴器的热效率.
【答案】(1)3.78×106J;(2)90%
【解析】(1)水吸收的热量:
Q 吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×30kg×(50℃﹣20℃)=3.78×106J;
(2)消耗的电能:W=Pt=2000W×35×60s=4.2×106J,
此过程电热淋浴器的热效率:η=Q 吸/W×100%=3.78×106J/4.2×106J×100%=90%.
11.(2015 天津,20)小华用电能表测量家中电热淋浴器的热效率,他将家中其他用电器与电源断
开,仅让淋浴器工作,把淋浴器内质量为 50kg,初温为 20℃的水加热到 50℃,加热前后电能表示数如
图所示,已知 c 水=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)水吸收的热量
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(2)电热淋浴器的热效率
【答案】(1)6.3×106J;(2)87.5%
【解析】(1)水吸收的热量:
Q 吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(50℃﹣20℃)=6.3×106J;
(2)消耗的电能:W=2kW•h=7.2×106J
电热淋浴器的热效率η=Q 吸/W×100%=6.3×106J/7.2×106J×100%=87.5%
12.(2016 天津,20)有一额定功率为 2000W 的电热水器,内装 20kg 的水,通电后持续正常加热
25min,水的温度从 20℃升高到 50℃,已知 C 水=4.2×103J/(kg·℃),求:
(1)水吸收的热量;
(2)电热水器的热效率。
【答案】(1)2.52×106J;(2)84%
【解析】(1)水吸收的热量:
Q 吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×20kg×(50℃﹣20℃)=2.52×106J;
(2)消耗的电能:W=Pt=2000W×25×60s=3×106J
电热淋浴器的热效率η=Q 吸/W×100%=2.52×106J/3×106J×100%=84%
13.(2017 天津,20)某电热水器的铭牌如下表所示,现将冰箱装满水,电热水器正常工作时,把
水从 20°C 加热到 60°C.已知 c 水=4.2×103J/(kg•℃),不计热量损失,求:
(1)水吸收的热量;
(2)加热所需要的时间.
型号 ×××
额定电压 220V
加热功率 2000W
频率 50Hz
水箱容量 50kg
【答案】(1)8.4×106J;(2)4200s
【解析】(1)使水温由 20℃升高到 60℃,水需要吸收热量为:
Q 吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(60℃﹣20℃)=8.4×106J.
(2)不计热量损失,电热丝所产生热量的全部被水吸收,
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由 Q 放=Q 吸且 W=Pt 得: s42002000W
J10×8.4 6
P
Q
P
Wt 吸
14.(2018 天津,23)图为某电热器的电路原理图,通过将开关 S 置于不同的位置,可以实现“加
热”和“保温”两种状态的变换,对应的额定功率分别为 800W 和 40W。
(1)将开关 S 接“1”时,电热器处于 (选填“加热”或“保温”)状态。
(2)电热器在加热状态下正常工作,将 0.5kg 初温为 20℃的水加热到 100℃,需要多长时间?
[水的比热容为 4.2×103J/(kg•℃),假设电能全部转化为水的内能]
【答案】(1)加热;(2)210s
【解析】(1)将开关 S 接“1”时,电路为 R2 的简单电路,电路中电阻最小,根据
R
UP
2
可知,
电源电压一定时,电阻越小,电功率越大,所以此时电热器处于加热状态。
(2)水吸收的热量:
Q 吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(100℃﹣20℃)=1.68×105J,
由题意可知,假设电能全部转化为水的内能,则 W=Q 吸=1.68×105J,
由
t
WP 知,需要的加热时间: s210800W
J10×1.68'
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加热P
Wt
15.(2019 天津,20)某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时,把 1kg 水
从 20℃加热到 100℃用时 7min。已知 c 水=4.2×103J/(kg•℃),求:
型号 XX
额定电压 220V
额定功率 1000W
频率 50Hz
(1)水吸收的热量;
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(2)电热水壶的热效率。
【答案】(1)3.36×105J;(2)80%
【解析】(1)根据 Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J;
(2)W=Pt=1000W×7×60s=4.2×105J,故效率η=Q/W=3.36×105J/4.2×105J=80%。
16.(2020 天津,21)小华在天津的家中用电热水壸烧水,将质量为 2kg 的水从 20℃加热到 70℃。
已知水的比热容 34.2 10 J kgc 水 ℃ ,求水吸收的热量。
【答案】 54.2 10 J
【解析】由 Q cm t 吸 可得水吸收的热量
3 5
0 4.2 10 J kg 2kg (70 20 ) 4.2 10 JQ c m t t 吸 水 水 ℃ ℃ ℃