Question

（2009?杜集區(qū)模擬）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(guān)調(diào)查，得到的有關(guān)數(shù)據(jù)見下表．

燃氣灶		電磁爐
熱效率	25%	熱效率	80%
天然氣熱值	8.0×107J?m-3	額定功率	1000W
天然氣價格	2元/m3	市電價格	0.5元/kW?h

如果小明家每天做飯、燒水所需熱量為8.0×10⁶J
（1）若這些熱量靠燃氣灶提供，需要燃燒多少燃氣？
（2）若這些熱量靠電磁爐提供，需要消耗多少焦耳的電能？
（3）若這些熱量都被水吸收，能把多少質(zhì)量的水從初溫為20℃加熱到100℃？
（4）你認為這兩種爐具各有什么優(yōu)缺點？

Answer 1

分析：（1）知道水吸收的熱量和燃氣灶的效率，利用效率公式求天然氣燃燒放出的熱量，再根據(jù)燃料燃燒放熱公式求需要燃氣的體積；
（2）知道水吸收的熱量和電磁爐的熱效率，利用效率公式求需要消耗的電能；
（3）已知吸收的熱量，根據(jù)公式Q=cm△t可求水的質(zhì)量；
（4）從節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保、熱效率等方面分析．

解答：解：（1）∵燃氣灶的熱效率：
η₁=

Q吸

Q放

=25%；
∴燃氣燃燒釋放的熱量：
Q_放=

Q吸

η1

=

8×106J

25%

=3.2×10⁷J，
所需燃氣：
V=

Q放

q

=

3.2×107J

8×107J/m3

=0.4m³ ；
答：若這些熱量靠燃氣灶提供，需要燃燒0.4m³ 燃氣；
（2）∵電磁爐的熱效率為80%，
∴W_電=

Q吸

η2

=

8×106J

80%

=1×10⁷J；
答：若這些熱量靠電磁爐提供，需要消耗1×10⁷J電能；
（3）水的質(zhì)量m=

Q吸

c△t

=

8×106J

4.2×103J/(kg?℃)×(100℃-20℃)

=23.8kg；
答：若這些熱量都被水吸收，能把23.8kg的水從初溫為20℃加熱到100℃；
（4）使用燃氣灶較為經(jīng)濟（省錢），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（熱效率高）、環(huán)保且衛(wèi)生．

點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題，與實際生活相聯(lián)系，使學生覺得學了物理有用，從數(shù)據(jù)表格中得到相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵．