同学们在家里通过实验探究“烧水过程中能量转化效率”的问题时,选用了如图所示的电水壶.
××牌电水壶 |
额定电压 | 220V |
额定功率 | 1500W |
容积 | 3L |
(1)若请你参加该实验探究,实验中你需要用到的测量工具是 ______;
(2)写出你的实验探究过程;根据实验测量出的数据,写出电水壶烧水过程中能量转化效率的数学表达式:______
(3)根据测量数据及表达式,指出影响电水壶烧水过程中能量转化效率的因素. ______.
答案:
分析:(1)实验过程中需要测量加热时间和水的温度,需要的测量工具:秒表、温度计;
(2)由铭牌可知电热水壶的电功率,测出加热时间,利用P=求消耗的电能;由铭牌知道容积,利用密度公式求水的质量,用温度计测量水的初温和末温,再利用吸热公式求水吸收的热量;再利用效率公式求解;据此设计步骤并求解;
(3)由于水的体积(是否装满)、水的温度、加热时间、电功率(所加电压不一定等于额定电压,实际功率不一定等于额定功率)的数值可能不准确,影响能量转化效率.
解答:解:(1)实验中需要用到的测量工具:电能表、温度计,
(2)实验探究过程:
a.观察电水壶铭牌得到额定功率P(P=1500W),容积V(v=3L=3×10-3m3);
b.电水壶中盛满水,用温度计测出水的初温t;
c.关闭家中其它用电器,将此水壶单独接入电路中,用秒表计时,记录用时t(s)和水的末温t(℃).
计算过程:
①消耗的电能(总能量):
W电=Pt,
②被水吸收的能量(有用):
Q吸=cm(t-t)=cρv(t-t)
③电水壶烧水过程中能量转化效率:
η==;
故答案为:,
(3)能量转化效率影响因素:①水的体积(质量);②水的温度差;③加热时间;④电水壶的电功率.