Question

隨著“西氣東輸”，天然氣進(jìn)入普通市民家庭，小明家已經(jīng)開(kāi)始使用天然氣了。小明家原來(lái)就有個(gè)電磁爐，小明想究竟使用哪種能源更劃算呢？小明開(kāi)始實(shí)驗(yàn)并收集有關(guān)數(shù)據(jù)：

  (1)小明在水壺里放入5000cm³、20℃的水，記錄下當(dāng)時(shí)的氣量表示數(shù)是134.731m³；隨后點(diǎn)火并將火調(diào)至最大燒水，開(kāi)始同步計(jì)時(shí)；當(dāng)水燒至沸騰時(shí)，氣量表讀數(shù)為134. 871m³，需時(shí)24min.小明查到天然氣熟瞄約為4.0×10⁷J/m³，單價(jià)2.2元/m³。燒開(kāi)這壺水，水需要吸收多少熱量？小明家天然氣爐具的效率是多少？[1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，C_水=4.2×10³J/(kg．℃)]

  (2)小明又取相同的水在電磁爐上加熱，使用功率為1000 W檔正常工作將水加熱至沸騰，需時(shí)30min。揚(yáng)州的電費(fèi)價(jià)格為0.5元／度。使用電磁爐燒開(kāi)這壺水，需消耗多少電能？花費(fèi)多少電費(fèi)？

  (3)你建議小明家使用哪種能源？請(qǐng)說(shuō)明2點(diǎn)理由。

 

Answer 1

【答案】

(1)1680000J，30%  (2)0.5KW·h，0.25元 (3)電能費(fèi)用少；熱損少效率高

【解析】（1）利用熱量公式Q=cm△t計(jì)算熱量，然后利用η=Q_吸/Q_放 計(jì)算爐具效率；（2）已知功率和時(shí)間，利用功率的計(jì)算公式W=pt計(jì)算消耗的電能；然后乘以電費(fèi)單價(jià)，計(jì)算電費(fèi)；（3）先利用η=Q_吸 /w 計(jì)算出電磁爐的效率，天然氣的費(fèi)用，然后與電磁爐比較，再進(jìn)行選擇．（1）水吸收的熱量M=ρv=1g/cm³×5000g=5kg

Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶J

Q_放=qv=4.0×10³J/m³×（134.87 m³-134.731 m³）=5.6×10⁶J

天然氣爐具的效率η=Q_吸/Q_放 =1.68×10⁶J /5.6×10⁶J =30%

（2）消耗的電能W=Pt=1kW×0.5h=0.5kW・h花費(fèi)的電費(fèi)  0.5度×0.5元/度=0.25元

（3）電磁爐效率η=Q_吸/ w =1.68×10⁶J /0.5×3.6×10³J ≈93%＞30%

天然氣費(fèi)用  （134.87 m³-l34.731 m³）×2.2元/m3=0.31元＞0.25元

若選天然氣，天然氣燃燒會(huì)放出二氧化碳等氣體、效率低；若選電磁爐熱效率高，環(huán)保使用電能比較清潔．所以，建議使用電磁爐．