如圖是曉琳家的水族箱，箱內盛水40L，為了讓熱帶魚有一個舒適的生活環境，箱內裝有一個“220V200W”的電加...

問題詳情：

如圖是曉琳家的水族箱，箱內盛水40L，為了讓熱帶魚有一個舒適的生活環境，箱內裝有一個“220V 200W”的電加熱棒給水加熱，當水温升到設定值時加熱棒便自動停止工作，待水温自然冷卻到一定温度後再次加熱，使箱內水温穩定在一定範圍之內，水温隨時間變化圖象如圖乙所示．（ρ水=1.0×103kg/m3     C水=4.2×103J/（kg•℃））求：

（1）水族箱內水的質量．

（2）正常工作時，通過電加熱棒的電流．（保留一位小數）

（3）電加熱棒給水加熱時的效率．

【回答】

解：（1）水的體積：

V=40L=0.04m3，

水族箱內水的質量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×0.04m3=40kg；

（2）由P=UI可得，正常工作時，通過電加熱棒的電流：

I==≈0.9A；

（3）由圖可知，加熱過程中温度由22℃加熱到28℃，加熱時間為100min，

水吸收的熱量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（28℃﹣22℃）=1.008×106J，

消耗的電能：

W=Pt=200W×100×60s=1.2×106J，

電加熱棒給水加熱時的效率：

η=×100%=×100%=84%．

答：（1）水族箱內水的質量為40kg；

（2）正常工作時，通過電加熱棒的電流為0.9A；

（3）電加熱棒給水加熱時的效率為84%．

知識點：熱機效率

題型：計算題