Question

（2012?赣州二模）图1为一种电磁炉的原理示意图．它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁材料制成的烹饪锅，在锅体形成无数小的涡流（感应电流）而产生焦耳热．同时，被磁化的铁磁分子因摩擦、碰撞而发热．从而使锅体自身发热达到加热食物的目的．
（1）在使用电磁炉时，锅体内能的增加是通过

做功

的方法获得的，食物内能的增加是通过

热传递

的方法获得的．（两空均选填“做功”或“热传递”）
（2）某款电磁炉性能参数如表所示，操作面版如图2所示．

型号	额定电压	额定功率	功率调节范围	温度调节范围	热效率
SK2105	220V 50Hz	2100W	120W-2100W	70℃-270℃	（大于）90%

根据上表数据计算：
①在1个标准大气压下，一锅质量为3kg、温度为22℃的水烧开需要吸收多少热量？
②若电磁炉工作电压正常，则烧开①中的水最多需要多少时间？（不计锅吸热及热散失）

Answer 1

分析：（1）改变内能的方式有两种，即做功和热传递，做功改变内能属于能量的转化，而热传递改变内能的过程是能量的转移过程．
（2）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温（一标准大气压下水的沸点为100℃），利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量．
（3）知道电磁炉所产生的热量是其所消耗的电能转化而来的，故据水所吸收的热量和热效率可计算出所消耗的电能，故在据公式W=Pt可计算出电流所消耗这些电能时所用的时间．

解答：解：（1）在使用电磁炉时，锅体内能的增加是通过电能转化而来的，故该过程是电流做功的过程，故是通过做功的方法获得内能的，食物内能的增加是通过热传递的方法获得的；
（2）①据题意可知，此时水所吸收的热量是：Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×3kg×（100-22）℃=9.828×10⁵J；
②取最低热效率90%，温度调节最低为100℃，否则不能将水烧开．
故据公式η=

Q吸

W

可知，此时所消耗的电能是W=

Q吸

η

=

9.828×105J

90%

=1.092×106J；
故据公式W=Pt可知，此时消耗这些电能所用的时间是：t=

W

P

=

1.092×106J

500W

=2184s=36.4min；
答：（1）在使用电磁炉时，锅体内能的增加是通过 做功的方法获得的，食物内能的增加是通过热传递的方法获得的；（2）①在1个标准大气压下，一锅质量为3kg、温度为22℃的水烧开需要吸收的热量是9.828×10⁵J；②若电磁炉工作电压正常，则烧开①中的水最多需要的时间是36.4min．

点评：知道改变内能的两种方式，并能运用热量的计算公式和电能的计算公式进行计算是解决该题的关键．