题目内容

13.小红家新买了一台电磁炉,通过上网查阅知道:电磁炉是一种利用电磁感应原理将电能转换为内能的厨房电器,它具有高效、干净等优点.好奇的小红想探究一下电磁炉烧水的效率,实验中她让电磁炉在1600W的功率下将1kg初温为15℃的水加热至沸腾,用时5min30s,但水的末温却只有95℃,则在此实验中:
(1)为什么水的末温只有95℃?(写出一种可能的情况)
(2)水至少要吸收多少热量?(c=4.2×103J/(kg•℃))
(3)此次电磁炉烧水的效率是多少?

分析 (1)在1标准大气压下,水的沸点是100℃;沸点与气压有关.气压越高,沸点越高;气压越低,沸点越低;
(2)知道水壶内水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm(t-t0)求水吸收的热量;
(3)电磁炉利用W=Pt求工作5min消耗的电能;电磁炉烧水的效率等于水吸收的热量与电磁炉消耗电能的比值.

解答 解:(1)在1标准大气压下,水的沸点是100℃;水的末温却只有95℃,低于100℃,则可能当地大气压不是一个标准大气压.
(2)水吸收的热量为:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(95℃-15℃)=3.36×105J;
(3))由P=$\frac{W}{t}$得电磁炉工作5min30s消耗的电能:
W=Pt=1600W×330s=5.28×105J;
电磁炉烧水的效率:
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.36×{10}^{5}J}{5.28×{10}^{5}J}$≈63.6%.
答:(1)当地大气压不是一个标准大气压;
(2)水至少要吸收的热量为3.36×105J;
(3)此次电磁炉烧水的效率为63.6%.

点评 本题是一道电学与热学的综合应用题,考查了液体沸点与大气压的关系、热量的计算、电功率和效率的计算.

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