Question

下表是某品牌微波炉说明书的部分内容．某同学用这台微波炉加热一杯水，测得纸杯质量6.9g，盛水后总质量128.3g，水的初温11℃，加热1min后水温为65℃．根据上述信息解答下列问题：

额定电压/频率	220V-50Hz
额定输入功率	1300W
微波工作频率	2450MHz

（1）加热一分钟微波炉消耗电能多少焦耳？
（2）水吸收的热量为多少焦耳？
（3）忽略纸杯吸热，微波炉加热这杯水的效率约为多少？
（4）这台微波炉输出微波的波长为多少米？
（5）试指出两种加热水的过程中存在的能量损失（纸杯吸热除外）．

Answer 1

分析：（1）计算电能可通过W=Pt解答；
（2）水吸收热量可通过Q吸=cm△t解答；
（3）微波炉的热效率即水吸收热量与消耗电能之比；
（4）波长λ、频率f、波速c间的关系为c=λf；
（5）分析能量损失，可从微波炉的工作过程涉及到知识进行分析．

解答：解：（1）加热时间t=1min=60s，消耗电能为W=Pt=1300W×60s=78000J；
（2）水的质量为：m=m总-m杯=128.3g-6.9g=121.4g=0.1214kg；水吸收热量为Q吸=cm△t=4200J/（kg?℃）×0.1214kg×（65℃-11℃）=27533.52J；
（3）微波炉加热这杯水的效率约为η=

Q吸

W

=

27533.52J

78000J

=35.3%；
（4）微波工作频率为f=2450MHz=2.45×10⁹Hz；由c=λf得：波长λ=

c

f

=

3×108m/s

2.45×109Hz

=0.122m；
（5）加热水的过程中存在的能量损失有很多，如：水向炉腔内散热、水汽化吸热、产生噪声消耗能量、炉体吸热升温等；
答：（1）加热一分钟微波炉消耗电能为78000J；
（2）水吸收的热量为27533.52J；
（3）微波炉加热这杯水的效率为35.3%；
（4）这台微波炉输出微波的波长为0.122m；
（5）加热水的过程中存在的能量损失：水向炉腔内散热、炉体吸热升温．

点评：此题是一道电学和热学的综合题，运用计算电能的公式、计算吸热的公式以及理解效率，可解答．