Question

電磁爐是新一代智能灶具，它以安全、衛生、高效和節能著稱．在標準大氣壓下，一只1500W的電磁爐正常工作時，將1kg20℃的水加熱到剛沸騰需要4min；若用液化石油氣爐，則要燃燒液化石油氣26.25g（壺吸收的熱量忽略不計）．求此加熱過程中：
（1）水吸收多少熱量？[C_水=4.2×10³J/（kg?℃）]
（2）電流做功多少？
（3）電磁爐的效率約為多少？
（4）這些液化石油氣完全燃燒共放出多少熱量？[液化石油氣的熱值q=4.0×10⁷J/kg]
（5）該液化石油氣爐子的效率為多少？

Answer 1

分析：（1）知道水的質量和比熱容以及溫度的變化，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）知道電磁爐的電功率和工作時間，利用電功率定義式可以求電流做功；
（3）水吸收的熱量與電流所做功的比值即為電磁爐的效率；
（4）已知液化石油氣的質量和熱值，可利用公式Q_放=mq計算這些液化石油氣完全燃燒放出的熱量；
（5）水吸收的熱量和煤氣完全燃燒放出熱量的比值即為該液化石油氣爐子的效率．

解答：解：（1）在標準大氣壓下，水的沸點為100℃，水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J；
（2）1500W的電磁爐正常工作4min，電流做功：
W=Pt=1500W×4×60s=3.6×10⁵J；
（3）電磁爐的效率：
η=

Q吸

W

×100%=

3.36×105J

3.6×105J

×100%≈93.3%；
（4）液化石油氣完全燃燒共放出多少熱量：
Q_放=m′q=26.25×10^-3kg×4.0×10⁷J/kg=1.05×10⁶J；
（5）該液化石油氣爐子的效率：
η′=

Q吸

Q放

×100%=

3.36×105J

1.05×106J

×100%=32%．
答：（1）水吸收多少熱量為3.36×10⁵J；
（2）電流做功為3.6×10⁵J；
（3）電磁爐的效率約為93.3%；
（4）這些液化石油氣完全燃燒共放出1.05×10⁶J的熱量；
（5）該液化石油氣爐子的效率為32%．

點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題，與生活相聯系，使學生覺得學了物理有用，且加強了學生的節能環保意識．