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)小明在水壶里放人5000cm³、20℃的水，记录下当时的气量表示数是134．731 m³；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l34．871 m³，需时24min。小明查到天然气热值约为4．0×10⁷J／n?，单价2．2元/ m³。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×l0³J／(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 ×5000g=5kg

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

天然气炉具的效率

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

Q/ Q_放

（2）消耗的电能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 Q_吸/W= 0．93=93％>30%

天然气费用

 (134．87 m³- l34．731 m³)×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。