【题目】如图所示是一种常见的封闭电热水袋,其性能参数如表中所示。已知电热水袋加热效率为80%,水的比热容c=4.2×103J/(kg℃),水的密度ρ=1.0×103kg/m3.将袋内20℃的水加热到自动断电,求:
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(1)袋内水吸收的热量
(2)需要的加热时间
【答案】(1)1.68×105J;(2)525s。
【解析】(1)由ρ=m/V可知,袋内水的质量是:m=ρ水 V=1.0×103 kg/m3 ×1.0×103 =1kg,
由Q吸=cm(t-t0)可知,袋内水吸收的热量是:Q=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg℃)×1kg×(60℃-20℃)=1.68×105 J;
(2)由η=Q/W可知,加热过程消耗电能是:W=Q/η=1.68×105J/80%=2.1×105 J,
由P=W/t可知,需要的加热时间是:t=W/P=2.1×105J/400W=525s。