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．為了比較它們的優劣，小明同學進行了相關調查，得到的有關數據見下表．

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

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，需要消耗多少電能？
（3）你認為這兩種爐具各有什么優缺點？

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）從節能、經濟、環保、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，
∵Q放=Vq，
∴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η₂為90%，
∴W_電=

Q吸

η2

=

8×106J

90%

≈8.9×10⁶J≈2.5kW?h；
答：若這些熱量靠電磁爐提供，需要消耗2.5kW?h電能．
（3）使用燃氣灶較為經濟（省錢），但熱效率太低且對環境有污染；使用電磁爐價格相對較貴，但節能（熱效率高）、環保且衛生．

點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題，與實際生活相聯系，使學生覺得學了物理有用，從數據表格中得到相關信息是本題的關鍵．