小明家新安装了一台电热水器,电热水器的铭牌如图甲所示,若自来水的温度是10℃ ,充满水后,小明将调温开关调到如图乙所示的位置。接通电源,加热指示灯亮,达到设定温度时,加热指示灯熄灭。请你帮助小明回答下列问题:
(1)加热指示灯从亮到熄灭的过程中,热水器中的水一共吸收多少热量?
(2)若不考虑能量损失,从接通电源到指示灯灭需要多少时间?
(3)若实际经过2h30min指示灯才熄灭,则热水器的效率是多少?
解析:
(1)水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×55×10-3m3=55kg
水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×55kg×(60-10)℃
=1.155×107J
(2)若不考虑能量损失,则消耗的电能全部转化为内,且全部被水吸收,所以消耗的电能:W=Q吸=1.155×107J
加热时间:
t=
W
=
1.155×107J
=7700s≈2.14h
P
1500W
(3)实际消耗的电能:
W’=Pt’=1500W×(2×3600s+30×60s)
=1.35×107J
热水器的效率为:
η=
Q吸
≈85.56%
W’
1.35×107J
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