在一次课外活动中，小明和小华一起对电热壶（其铭牌标志如表所示）进行了探究并记录了有关数据．小明关闭家里的其它用电器，只将电热壶接入电路中烧水，将一满壶19℃的水加热至沸

Question

在一次课外活动中，小明和小华一起对电热壶（其铭牌标志如表所示）进行了探究并记录了有关数据．小明关闭家里的其它用电器，只将电热壶接入电路中烧水，将一满壶19℃的水加热至沸腾用时5min，小华观察电能表，电能表标有“220V  10A  50Hz  1200r/kW•h”字样，表盘在这5min内转了81r．已知外界气压为1标准大气压，水的比热容C_水=4.2×10³J/（kg•℃），求：
（1）5min水所吸收的热量是多少？
（2）5min电热壶消耗的电能是多少？与（1）问比较你发现什么？
（3）此时实际电压是多少？

额定电压	220V
额定功率	1000W
水壶容积	500mL

Answer 1

（1）由ρ=(m)/(V)可知，水的质量为：m=ρV=1g/cm³×500cm³=500g=0.5kg；
水吸收的热量：Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃-19℃）=1.701×10⁵J；
（2）5min电热壶消耗的电能：W=(81)/(1200)×3.6×10⁵J=2.43×10⁵J；
显然W＞Q_吸，说明电热壶在烧水的过程中有热量损失．
（3）已知电热壶的额定电压为220V，额定功率为1000W，则电热壶的阻值：R=(U2额)/(P额)=((220V)2)/(1000W)=48.4Ω，
由W=(U2)/(R)t可得，实际电压：U=√((W×R)/(t))=√((2.43×105J×48.4Ω)/(5×60s))=198V．
答：（1）5min水所吸收的热量是1.701×10⁵J；
（2）5min电热壶消耗的电能是2.43×10⁵J；与（1）相比，说明了电热壶在烧水的过程中有热量损失．
（3）此时实际电压是198V．