Question

1．如图是目前流行的光波炉，它是在微波炉的基础上，在炉腔上部设置了光波发射器和光波反射器．光波反射器可以确保光波在最短时间内聚焦热能最大化，大大提高了加热效率，并在烹饪过程中最大限度的保持食物的营养成分，尽量减少水分的流失，光波炉加热是直接针对食物本身，不需要通过器皿传热，且内外同时进行，加热时间短，效率高，大多数食物仅需两三分钟．测试证明，光波炉加热的能源利用率可高达90%以上，而靠电炉丝加热的电器只有60%～70%，煤气和液化石油气是55%．如表是小明家使用的光波炉的部分技术参数．根据以上信息，请回答下列问题：
（1）电炉丝通电产生热量的原理是电流的热效应，电炉丝加热食物的能源利用率只有60%～70%，与光波炉相比损失的热量主要在哪里？请写出一点：容器吸收部分热量．
（2）该光波炉同时使用微波和光波将一盒250mL的牛奶从10℃加热到60℃，需要45s，则该光波炉在使用微波挡加热牛奶时效率为多大？[取c_牛奶=4×10³J/（kg•℃），ρ_牛奶=1.0×10³kg/m³]
（3）若平均每天使用该光波炉（微波和光波同时使用）的时间为10min，则每个月（按30天计算）该光波炉消耗的电能为多少千瓦时？

Answer 1

分析 （1）电炉是利用电流的热效应工作的，使用光波炉是不需加热容器，所以效率高；
（2）由热量公式可以求出牛奶吸收的热量；应用效率公式求出微波炉的效率；
（3）消耗的电能应利用W=Pt计算．

解答 解：（1）电炉丝通电产生热量，是把电能转化为内能，利用的是电流的热效应；使用光波炉与电炉相比，不需加热容器，所以效率更高；
（2）牛奶的体积V=250ml=250cm³=2.5×10^-4m³，
由密度公式ρ=$\frac{m}{V}$可知，牛奶的质量：
m=ρV=1×10³Kg/m³×250×10^-6m³=0.25kg，
牛奶吸收的热量：
Q=cm△t=4×10³J/（Kg•℃）×0.25kg×（60℃-10℃）=5×10⁴J，
光波炉消耗的电能：
W′=Pt′=1200W×45s=5.4×10⁴J，
光波炉的效率：
η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{5×1{0}^{4}J}{5.4×1{0}^{4}J}$×100%≈93%；
（3）P_总=1200W+800W=2000W=2kW，一个月光波炉消耗的电能：W_总=P_总t=2kW×10×$\frac{1}{60}$h×30=10kWh．
故答案为：（1）电流热效应；容器吸收部分热量；（2）光波炉在使用微波挡加热牛奶时效率为93%；（3）平均每天使用该光波炉（微波和光波同时使用）10min，每个月该光波炉消耗的电能为10kWh．

点评 本题考查了微波炉消耗的电能、牛奶吸收的热量、微波炉的效率等问题，所涉及的问题较多，但难度不大，掌握基础知识即可正确解题；解题时要注意单位换算．