Question

燃氣灶是目前許多家庭普遍使用的爐具，而電磁爐則是新一代的智能爐具，為了比較它們的優(yōu)劣，小明同學進行了相關調查，得到的有關數(shù)據(jù)見下表．

燃氣灶		電磁爐
熱效率	25%	熱效率	90%
天然氣熱值	8.0×107J/m3	額定功率	1000W
天然氣價格	2元/m3	市電價格	0.5元/KW?h
用電磁爐燒開一壺水：水的質量m=2kg，初溫t0=20℃

請你就小明同學在活動中獲得的有關資料、解答下列問題（保留二位小數(shù)）
（1）燒開這壺水，水吸收多少熱量？
（2）若這些熱量靠電磁爐提供，需要消耗多少電能？
（3）你認為這兩種爐具各有什么優(yōu)缺點？（兩爐具各寫一點）

Answer 1

分析：（1）由表格可知水的質量及初溫，可由比熱公式可求得燒開這壺水時所吸收的熱量；
（2）由電磁爐的熱效率及效率公式可求得需要消耗的電能值；
（3）通過計算可求出燒開一壺同樣的水需要的天然氣的體積及消耗的電能，則由它們價格可求得需要的費用，則可知兩種灶具哪一種更經(jīng)濟；同時還要考慮兩種灶具對環(huán)境是否有污染．

解答：解：（1）水吸收的熱量Q=mc△t=2kg×4.2×10³J/（kg?℃）×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（2）用電磁爐加熱時，需消耗的電能W=

Q

90%

=

6.72×105J

90%

=7.5×10⁵J=0.21KW?h
（3）若使用燃氣灶需要的燃燒的總熱量Q₁=

Q

25%

=

6.72×105J

25%

=2.688×106J
則需要的燃氣的體積V=

Q1

q

=

2.688×106J

8.0×107J/m3

= 0.0336m3
則需要的花費為0.0336m³×2元/m³≈0.067元；
如果采用電磁爐時，燒開同一壺水所需要的花費為：0.21kw?h×0.5元/kw?h=0.105元．
故使用燃氣灶較為經(jīng)濟，但熱效率太低且對環(huán)境有污染；使用電磁爐價格相對較貴，但節(jié)能、環(huán)保且衛(wèi)生．
答：（1）水吸收的熱量為6.72×10⁵J； （2）用電磁爐加熱時需消耗的電能為0.21度；
（3）使用燃氣灶較為經(jīng)濟，但熱效率太低且對環(huán)境有污染；使用電磁爐價格相對較貴，但節(jié)能、環(huán)保且衛(wèi)生．

點評：本題綜合考查了電功及比熱公式，需理解熱效率的定義、物體吸收的熱量及消耗的能量的關系．