小明家新买了一把电热水壶,他把20℃的冷水倒入壶中,然后把家中的其它用电器都与电源断开,仅让电热水壶工作,在1标准大气压下5min内将这壶水烧开,他观察到如图所示的电能表转盘转了70转.已知水的比热容C水=4.2×103J/(kg•℃).请你计算该过程:
(1)消耗的电能;
(2)电热水壶的电功率;
(3)如果电热水壶的热效率是80%,则壶中水的质量.
解:(1)因600r/(kW•h)表示电能表每转1r,电路中消耗kW•h的电能,
所以,电能表转盘转了70转消耗的电能:
W=70×kW•h=×3.6×106J=4.2×105J;
(2)电热水壶的电功率:
P===1400W;
(3)由η=×100%可得,水吸收的热量:
Q吸=Wη=4.2×105J×80%=3.36×105J,
在1标准大气压下水的沸点为100℃,由Q吸=cm(t﹣t0)可得,壶中水的质量:
m===1kg.
答:(1)消耗的电能为4.2×105J;
(2)电热水壶的电功率为1400W;
(3)如果电热水壶的热效率是80%,则壶中水的质量为1kg.