发布网友 发布时间:2022-04-23 16:59
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热心网友 时间:2023-10-09 23:19
在室温20摄氏度,1个标准大气压的条件下,水的比热容c=4.2*10^3焦耳每千克摄氏度,水的密度q=1000kg每立方米。所以80L的水质量m=q*v=1kg/L*80L=80kg,将这些水烧开水的温升t=100-20=80(摄氏度),需要的热量为Q=cmt=4.2*10^3*80*80=2.688*10^7J。3KW的热水器在标准情况下时间T内产生的热量为Q‘=PT=Q,所以所需的时间至少为T=Q/P=0.6*10^4s合2.49h。所耗费的电度数为Y=2.688*10^7/3.6*10^6=7.5度。
以上都是在标准情况下的数值,具体需要多少还要根据现实中的参数来定。
热心网友 时间:2023-10-09 23:20
理想条件下的理论计算:
预置条件:水的初始温度设为室温25℃,烧开设为100℃(一个大气压)。水的比热容是4.2千焦每千克摄氏度,也就是说将80升,即80kg的水从25度加热到100度需要的热量是E=(100-25)*4.2*80=2.52E7(单位J),2.52乘10的7次方焦耳。
3KW的热水器中3kw是指额定功率,假如这个开水器能100%效率地将电能转化为热能,又可以通过理想的容器将热量100%传递给水,水在加热的过程中不向环境进行热交换的话,则:t=2.52E
7 / 3E3 = 8400(单位秒)= 2小时20分钟。
使用的电量,因为是全部100%效率转化成热能,则可以认为等于2.52E7,或者也可以直接计算,3kw的开水器全功率运转2小时20分钟,结果等于7度电(7千瓦时)。
实际情况中,能量必然要发生损耗,下面列举几种可能导致结果变化的原因:1)电热开水器的工作效率肯定是达不到100%的,主要发生在内部电路的发热损失,加热元件和水容器与周围环境的的热量传递,最后两条的消耗较大;2)加热过程中由于不能均匀受热,部分水会汽化,水的汽化热很高,大约可以认为等于同重量的水从1°加热到100°的热量的五倍,只要有蒸汽,就一定消耗比理想结果更多的能量;3)其他还有一些小问题,如初始温度,环境气压(影响水的沸腾温度),水在加热过程中的自然蒸发,水的纯度,冷热水的对流,电热水器的实际功率与额定少许差别,等等。
如果通过实际建模来尽可能真实的模拟实际情况的话……答案估计在理论答案的一倍到三倍之间吧?以上仅供参考。