如图所示,一平底热水壶,其质量为0.5kg,内底面积为180cm2.有一次小军同学用该热水壶装了1.5L的水放在水平桌面上,测得壶中水深15cm,初温20℃.请你通过计算回答:
(1)此时水和热水壶的总质量是多少?
(2)加热前水对壶底的压强多大?
(3)在标准大气压下加热水至沸腾,水至少要吸收多少热量?[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃),g=10N/kg]
(1)已知一满壶水的体积,根据m=ρV求其质量;然后求出总质量;
(2)根据p=ρgh求出水对壶底的压强;
(3)1标准大气压下水的沸点是100℃,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量。
【解答】解:(1)水的体积:V水=1.5L=1.5×10﹣3m3,
根据ρ可得水的质量:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg;
则水和热水壶的总质量:m=m壶+m水=0.5kg+1.5kg=2kg;
(2)水深h=15cm=0.15m,
则壶底受到水的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa;
(3)1标准大气压下水的沸点是100℃,则水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1.5kg×(100℃﹣20℃)=5.04×105J;
答:(1)此时水和热水壶的总质量是2kg;
(2)加热前水对壶底的压强为1.5×103Pa;
(3)在标准大气压下加热水至沸腾,水至少要吸收5.04×105J热量。
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