Question

12．瑞士大學(xué)的學(xué)生設(shè)計(jì)了一款燈壺組合的“水壺臺(tái)燈”，如圖所示，它是由玻璃壺、圓形底座和標(biāo)有100W的白熾燈組成．白熾燈與壺形燈罩下方的凹槽正好吻合（燈泡不直接與水接觸），可將發(fā)光時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)能用于茶水保溫．該燈正常工作半小時(shí)能將初溫為40℃的茶水加熱到90℃，已知電能的91%轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，茶水比熱容c=4.2×10³J/（kg•℃），請(qǐng)你計(jì)算：在此過(guò)程中，
（1）臺(tái)燈消耗的電能；
（2）茶水的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）知道燈的額電功率，燈正常工作時(shí)的電功率，利用W=Pt求消耗的電能；
（2）由題知，上述電能的91%轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即Q_吸=W_電×91%，再利用Q_吸=cm△t求水的質(zhì)量．

解答 解：
（1）因?yàn)镻=$\frac{W}{t}$，
所以100W燈正常發(fā)光0.5h消耗的電能：
W=Pt=0.1kW×0.5h=0.05kW•h=1.8×10⁵J；
（2）由題知，Q_吸=W_電×91%=1.8×10⁵J×91%=1.638×10⁵J，
由于Q_吸=cm△t，
即：1.638×10⁵J=4.2×10³J/（kg•℃）×m×（90℃-40℃）
則茶水的質(zhì)量為：m=0.78kg．
答：（1）臺(tái)燈消耗的電能為0.05kW•h；
（2）茶水的質(zhì)量為0.78kg．

點(diǎn)評(píng) 本題為電學(xué)、熱學(xué)的綜合計(jì)算題，考查了學(xué)生對(duì)電功率公式、吸熱公式的了解與掌握，計(jì)算時(shí)利用好關(guān)系Q_吸=W_電×91%是本題的關(guān)鍵．