Question

18．煮玉米是北方人夏季常吃的食品，但煮熟一锅玉米需要消耗很多能源，特别是水吸热较多．（q_煤气=3.9×10⁷ J/m³，当时气压为1标准大气压）求：
（1）若用“220V 1000W”的电饭锅煮玉米用水4kg，不计热损失，只把这些20℃的水加热至沸腾，需要吸收多少热量？
（2）不计热损失电饭锅正常工作至少需多长时间？
（3）若改用煤气加热，已知煮熟玉米共需吸收1.56×l0⁶J的热量，煤气炉的效率为80%，求需燃烧多少m³的煤气？．
（4）你能否想出一个既让玉米熟得快又节省煤气的方法？

Answer 1

分析 （1）在1标准大气压下水的沸点是100℃，所以，水的末温度是100℃；知道水的质量、水的密度、水温度的变化，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）根据电功公式W=Pt可计算加热的时间；
（3）知道煮熟玉米共需吸收的热量、煤气炉的效率，根据Q_放=Vq求需要煤气的体积；
（4）为了能让玉米熟的快可以提高水的沸点，由此分析．

解答 解：
（1）在1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•℃）×4kg×（100℃-20℃）=1.344×10⁶J；
（2）不计热损失，即Q_吸=W=Pt，所以电饭锅正常工作时间：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{1.344×1{0}^{6}J}{1000W}$=1344s；
（3）由题知，80%Q_放=80%W=Q_吸，
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.56×1{0}^{6}J}{80%}$=1.95×10⁶J；
由Q_放=Vq可得，需要煤气的体积：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.95×1{0}^{6}J}{3.9×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.05m³；
（4）水的沸点随气压升高而增大，所以可以改用高压锅来煮玉米，这样玉米可以熟的更快，并且用的时间少可以达到节约煤气的办法．
答：（1）水加热至沸腾，需要吸收1.344×10⁶J热量；
（2）不计热损失电饭锅正常工作至少需1344s；
（3）需燃烧0.05m³的煤气；
（4）用高压锅煮玉米．

点评 本题考查了学生对吸热公式、电热计算公式、燃料完全燃烧放热公式的了解与掌握，注意固液体燃料燃烧放热公式Q_放=mq，热值单位是J/kg，气体燃料燃烧放热公式Q_放=Vq，热值单位是J/m³．