Question

随着“西气东输”，天然气进入扬州市民家庭，小明家已经开始使用天然气了。小明家原来就有个电磁炉，小明想究竟使用哪种能源更划算呢？小明开始实验并收集有关数据：

(1)小明在水壶里放入5000 cm^３、20℃的水，记录下当时的气量表示数是134.731 m^３；随后点火并将火调至最大烧水，开始同步计时；当水烧至沸腾时，气量表读数为134.871 m^３，需时24min。小明查到天然气热值约为4．0×10⁷Ｊ/m^３，单价2．2元/m^３。烧开这壶水，水需要吸收多少热量?小明家天然气炉具的效率是多少？

［1标准大气压，c_水＝4．2×10³J／(kg?℃)］

(2)小明又取相同的水在电磁炉上加热，使用功率为1000W档正常工作将水加热至沸腾，需时30min。扬州的电费价格为0．5元／度。使用电磁炉烧开这壶水，需消耗多少电能？花费多少电费？

(3)你建议小明家使用哪种能源？请说明2点理由。

Answer 1

（1）水吸收的热量m=v=1g/cm³×5000cm³=5000g=5kg

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

天然气炉具的效率

     Q_放=4.0×10⁷J/m³×(134.871m³-134.731m³)=5.6×10⁶J

    

（2）溶耗的电能W=Pt=1kW×0.5h=0.5kW?h

     花费的电费0.5度×0.5元/度=0.25元

（3）建议使用电磁炉

     电磁炉效率

     天然气费用（137.871m³-134.731m³）×2.2元/m³≈0.31元＞0.25元

使用天然气会放出二氧化碳等气体，使用电能比较清洁。