Question

（2011?寧陽縣模擬）電和液化氣是人們目前較普通使用的環(huán)保又清潔的能源，面對液化氣的價格日益增長，小旺同學(xué)想將家中的液化氣灶換成電磁爐．因此想比較電磁爐和液化氣爐的耗能費(fèi)用，小旺進(jìn)行如下調(diào)查，他分別用電磁爐和液化汽爐燒開質(zhì)量為4kg的水，獲得數(shù)據(jù)如下：電磁爐在實際電壓下工作的功率是1500W，水溫從20℃加熱到100℃用了16min；而在相同的情況下改用液化氣爐加熱，液化氣的熱值為3.5×10⁷J/kg，設(shè)液化氣爐的加熱效率為60%，本地電價為每度0.5元，液化氣價格為每千克6元，問：
（1）將4kg的水由20℃加熱到100℃需要吸收多少熱量？
（2）該電磁爐的加熱效率多少？
（3）通過計算，用電磁爐和液化氣爐哪一種器具耗能更低？

Answer 1

分析：（1）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的溫度升高值，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）知道電磁爐的功率，利用W=Pt求消耗的電能（總能量），利用效率公式求電磁爐的效率；
（3）由題知，Q_吸=Q_放×60%=mq×60%，據(jù)此求出需要液化氣的質(zhì)量及消費(fèi)，和使用電磁爐作比較得出答案．

解答：解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×4kg×（100℃-20℃）
=1.344×10⁶J；
（2）消耗的電能：
W=Pt=1500W×16×60s=1.44×10⁶J，
電磁爐的效率：
η=

Q吸

W

=

1.344×106J

1.44×106J

≈93.3%；
（3）由題知，Q_吸=Q_放×60%，
Q_放=

Q吸

η′

=

1.344×106J

60%

=2.24×10⁶J，
需要液化氣的質(zhì)量：
m_氣=

Q放

q

=

2.24×106J

3.5×107J/kg

=0.064kg；
消費(fèi)：
6元/kg×0.064kg=0.384元；
消耗的電能：
W=1.44×10⁶J=0.4kW?h，
消費(fèi)：
0.5元/kW?h×0.4kW?h=0.2元，
由計算可知，用電磁爐耗能更低、消費(fèi)低．
答：（1）將4kg的水由20℃加熱到100℃需要吸收1.344×10⁶J熱量；
（2）該電磁爐的加熱效率為93.3%；
（3）用電磁爐耗能更低．

點評：本題主要考查學(xué)生對電功率公式、吸熱公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq的了解和掌握．要求靈活選用公式，利用所學(xué)知識，解決實際問題，有意義！