《2025年考前示范卷物理中考》

18. (8分)小明查阅资料可知某病毒可在零下60 ℃ ~ 56 ℃的温度下存活,高温会降低病毒活性,在56 ℃的温度下30分钟可将其杀死,而病毒在100 ℃的沸水中蒸煮5分钟左右便会失去活性。若小明采用如表规格的电加热器对餐具进行日常的“沸水消毒”,加热器正常工作8分钟便可将满容量的常温水(25 ℃)煮沸,[已知:当地为标准大气压,1 L = 1×10⁻³ m³,水的密度:ρ水 = 1×10³ kg/m³,水的比热容:c水 = 4.2×10³ J/(kg·℃)]。求:
(1)8分钟水吸收的热量;
(2)该热水器烧水的效率。

答案： 解：
(1)由$\rho = \frac{m}{V}$可知，水的质量：$m = \rho V = 1.0\times10^{3}\text{ kg/m}^{3}\times2\times10^{-3}\text{ m}^{3}=2\text{ kg}$，标准大气压下水的沸点为$100^{\circ}C$，水吸收的热量：$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t = 4.2\times10^{3}\text{ J/(kg}\cdot^{\circ}\text{C})\times2\text{ kg}\times(100^{\circ}C - 25^{\circ}C)=6.3\times10^{5}\text{ J}$；
(2)由$P = \frac{W}{t}$可知，热水器消耗的电能：$W = Pt = 1500\text{ W}\times8\times60\text{ s}=7.2\times10^{5}\text{ J}$，该热水器烧水的效率：$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}=\frac{6.3\times10^{5}\text{ J}}{7.2\times10^{5}\text{ J}} = 87.5\%$。
答：
(1)8分钟水吸收的热量为$6.3\times10^{5}\text{ J}$；
(2)该热水器烧水的效率为$87.5\%$。