Question

6．燃气灶是目前许多家庭普遍使用的炉具，而电磁炉则是新一代的只能炉具，为了比较它们的优劣，小明同学进行了相关调查，得到的有关数据见下表，如果小明家每天做饭、浇水所需热量为8.0×10⁴J．

燃气灶		电磁炉
热效率	26%	热效率	90%
天然气热值	4.0×107J/m3	额定功率	1000W
天然气价格	1元/m3	市电价格	0.5元/kw•h

（1）若这些热量靠燃气灶提供，需要燃烧多少天然气？
（2）若这些热量靠电磁炉提供，需要消耗多少电能？
（3）你认为这两种炉具各有什么优缺点？

Answer 1

分析 （1）知道水吸收的热量和燃气灶的效率，利用效率公式求天然气燃烧放出的热量，再根据燃料燃烧放热公式求需要燃气的体积；
（2）知道水吸收的热量和电磁炉的热效率，利用效率公式求需要消耗的电能；
（3）从节能、经济、环保、热效率等方面分析．

解答 解：
（1）根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$可知，
天燃气燃烧释放的热量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{{η}_{1}}$=$\frac{8.0×1{0}^{4}J}{26%}$≈3.1×10⁵J，
根据Q_放=Vq可知，
所需燃气的体积为：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3.1×1{0}^{5}J}{4.0×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$≈0.008m³；
（2）根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{{W}_{电}}$可知，
消耗的电能为：W_电=$\frac{{Q}_{吸}}{{η}_{2}}$=$\frac{8.0×1{0}^{4}J}{90%}$≈8.9×10⁴J≈0.025kW•h；
（3）使用燃气灶较为经济（省钱），但热效率太低且对环境有污染；使用电磁炉价格相对较贵，但节能（热效率高）、环保且卫生．
答：
（1）若这些热量靠燃气灶提供，需要燃烧天然气0.008m³；
（2）若这些热量靠电磁炉提供，需要消耗电能0.025kW•h；
（3）使用燃气灶较为经济（省钱），但热效率太低且对环境有污染；使用电磁炉价格相对较贵，但节能（热效率高）、环保且卫生．

点评 本题是一道电学与热学的综合应用题，与实际生活相联系，使学生觉得学了物理有用，从数据表格中得到相关信息是本题的关键．