Question

电磁炉是新一代智能灶具，它以安全、卫生、高效和节能著称．在标准大气压下，一只1500W的电磁炉正常工作时，将1kg20℃的水加热到刚沸腾需要4min；若用液化石油气炉，则要燃烧液化石油气26.25g（壶吸收的热量忽略不计）．求此加热过程中：
（1）水吸收多少热量？[C_水=4.2×10³J/（kg?℃）]
（2）电流做功多少？
（3）电磁炉的效率约为多少？
（4）这些液化石油气完全燃烧共放出多少热量？[液化石油气的热值q=4.0×10⁷J/kg]
（5）该液化石油气炉子的效率为多少？

Answer 1

分析：（1）知道水的质量和比热容以及温度的变化，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）知道电磁炉的电功率和工作时间，利用电功率定义式可以求电流做功；
（3）水吸收的热量与电流所做功的比值即为电磁炉的效率；
（4）已知液化石油气的质量和热值，可利用公式Q_放=mq计算这些液化石油气完全燃烧放出的热量；
（5）水吸收的热量和煤气完全燃烧放出热量的比值即为该液化石油气炉子的效率．

解答：解：（1）在标准大气压下，水的沸点为100℃，水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J；
（2）1500W的电磁炉正常工作4min，电流做功：
W=Pt=1500W×4×60s=3.6×10⁵J；
（3）电磁炉的效率：
η=

Q吸

W

×100%=

3.36×105J

3.6×105J

×100%≈93.3%；
（4）液化石油气完全燃烧共放出多少热量：
Q_放=m′q=26.25×10^-3kg×4.0×10⁷J/kg=1.05×10⁶J；
（5）该液化石油气炉子的效率：
η′=

Q吸

Q放

×100%=

3.36×105J

1.05×106J

×100%=32%．
答：（1）水吸收多少热量为3.36×10⁵J；
（2）电流做功为3.6×10⁵J；
（3）电磁炉的效率约为93.3%；
（4）这些液化石油气完全燃烧共放出1.05×10⁶J的热量；
（5）该液化石油气炉子的效率为32%．

点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，与生活相联系，使学生觉得学了物理有用，且加强了学生的节能环保意识．