Question

隨著生活水平的不斷提高，家用電器的逐漸普及，電熱壺（如圖）已進入千家萬戶。為什么當今家庭使用電熱壺的數(shù)量會越來越多呢?帶著這個問題，某課外興趣小組利用節(jié)假日進行了家庭調(diào)查。以下是兩位同學的調(diào)查結(jié)果。

表1 小明同學家庭開水需求情況調(diào)查表

調(diào)查日期：2007年5月6日

家庭人口情況		3人	家庭中每天所需的開水數(shù)量（以熱水瓶為單位）	5瓶（2L/瓶）
獲得開水的渠道			1．電熱壺（√）    2．燃氣燒開水（   ）  3．其它
當?shù)啬茉磧r格			電價：0.50元/kW?h	燃氣：4.50元/m3
使用電熱壺燒開水的調(diào)查情況
電熱壺的規(guī)格	額定電壓220V    額定功率1000W			燒一壺開水所用的時間為17.5min
	容量3L

表2 小紅同學家庭開水需求情況調(diào)查表

調(diào)查日期：2007年5月6日

家庭人口情況	4人	家庭中每天所需的開水數(shù)量（以熱水瓶為單位）		5瓶（2L/瓶）
獲得開水的渠道		1．電熱壺（ ）    2．燃氣燒開水（√）  3．其它
當?shù)啬茉磧r格		電價：0.50元/kW?h		燃氣：4.50元/m3
使用燃氣燒開水的調(diào)查情況
水壺的容量為3L			燒一壺開水所用的燃氣量為0.04m3

（1）從理論上計算，小明家用電熱壺燒開一壺水需要多長時間（設(shè)水的初溫為20℃）。與實際有無差別，簡要說明原因。

（2）分析調(diào)查結(jié)果，并結(jié)合實際說明使用那種方法燒水更好一些。

（3）電熱壺在設(shè)計構(gòu)造中運用了許許多多的物理知識。請你舉出兩點，并說明這樣設(shè)計的好處。

Answer 1

解：（1）燒開一壺水所吸收的熱量

A=cm（t-t0）=0.2×103J/kg?℃×3kg×（100℃-20℃）=1.008×10⁶J  

又W=Pt

∴=16.8min<17.5min   

原因：電能不可能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能、電熱壺本身吸收一部分熱量，有一部分熱散失到空氣中等。

（2）用電熱壺燒開一壺水所用資金：0.50元×=0.15元   

用燃氣燒開一壺水所用資金：4.50元×0.04=0.18元   

由此可見，利用電熱壺燒水比用燃氣更經(jīng)濟些。

同時使用電熱壺更環(huán)保、更清潔。

（3）連通器、壺蓋有小孔，手柄用塑料做成，手柄寬而扁且有花紋，用三孔插頭等。

例：①電熱壺的蓋上有小孔。當水沸騰時可緩解壺蓋的跳動，防止大量的水噴出壺外。

②選用三孔插頭，使電熱壺的外殼接地，防止壺身漏電時造成觸電事故。