Question

电脑的中央处理器（CPU）只有半张扑克牌大小，工作时发热显著，常用散热片与风扇组合冷却．某电脑CPU的功率为100W，其中发热功率占10%，铜质散热器的质量是1kg，若工作半小时，求：
（1）CPU消耗了多少电能？
（2）CPU产生了多少热量？
（3）这些热量能使散热器的温度升高多少？（铜的比热容是0.39×10³J/（kg?℃），结果保留一位小数）

Answer 1

分析：（1）知道电脑CPU的功率和工作时间，可利用公式W=Pt计算出CPU消耗的电能；
（2）知道发热功率占CPU功率的8%，从而可以计算出其发热功率，再利用公式Q=W=Pt计算出产生的热量；
（3）知道铜质散热器的质量和铜的比热容，可利用公式Q=cm△t求出散热器温度升高的量．

解答：解：（1）CPU的工作时间：
t=0.5h=1800s，
CPU消耗的电能：
W=Pt=100W×1800s=1.8×10⁵J；
（2）∵发热功率占CPU功率的10%，
∴P_热=P×10%=100W×10%=10W，
产生的热量为：
Q=P_热t=10W×1800s=1.8×10⁴J；
（3）∵Q=cm△t，
∴散热器升高的温度：
△t=

Q

cm

=

1.8×104J

0.39×103J/(kg?℃)×1kg

≈46.2℃．
答：（1）CPU消耗了1.8×10⁵J的电能；
（2）CPU产生了1.8×10⁴J的热量；
（3）这些热量能使散热器的温度升高46.2℃．

点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，利用公式W=Pt计算用电器消耗的电能，以及利用热量的公式计算温度的变化，与生活相连，使学生觉得学了物理有用，且加强了学生的节能环保的意识，注意计算时的单位变换要正确．