冬季用来暖手的“电暖宝”是广大居民喜爱的暖手工具,暖手宝的电路图如下,已知发热体的电阻为121Ω,假设“电暖宝”中水的质量为0.5kg,将其从10℃加热到80℃,用了10分钟。(指示灯电路消耗的电能不计)(1)已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),则水吸收的热量是多少?(2)如果消耗的电能全部由天然气提供,需要完全燃烧多少天然气?(q=7×107J/m3)
的有关信息介绍如下:(1)由题意可知,指示灯电路消耗的电功率不计,
则暖手宝的加热功率:
P=U2R=(220V)2121Ω=400W,
由P=Wt可得,10分钟消耗的电能:
W=Pt1=400W×10×60s=2.4×105J;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.5kg×(80℃−10℃)=1.47×105J,
(3)如果消耗的电能全部由天然气提供,
由Q放=Vq可得,需要完全燃烧天然气的体积:
V=Q放q=Wq=2.4×105J7×107J/m3≈3.4×10−3m3。
答:(1)暖手宝的加热功率为400W,消耗了2.4×105J的电能;
(2)水吸收的热量是1.47×105J;
(3)如果消耗的电能全部由天然气提供,需要完全燃烧3.4×10−3m3的天然气。