Question

（2011?贵港）某同学为了探究节能问题，分别用电磁炉和煤气炉（使用煤气）给质量为2.5kg的水加热，实验数据如下表．
（煤气的热值是4.0×10⁷J/m³，水的比热容为4.2×10³J/（kg?℃）

	气、电能耗对比		气、电能耗对比
	加热前		加热后
	电磁炉	煤气炉	电磁炉	煤气炉
水的温度	15℃	15℃	95℃	95℃
电或煤气的用量	0.00J	0.00m3	9.20×105J	4.00×10-2m3

（1）水吸收的热量是多少焦？
（2）电磁炉和煤气炉的效率分别是多少？（效率是指有效利用的能量与炉具消耗的总能量的比值）
（3）本实验中，电磁炉和煤气炉相比，哪一个更节能？为什么？

Answer 1

分析：（1）知道水的质量、水的比热容、水温度的变化，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）由题知，加热这些水需要的电能和需要的煤气，计算消耗的总能量，利用效率公式求电磁炉和煤气炉的效率；
（3）通过分析计算结果，得出哪一种更节能．

解答：解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（95℃-15℃）
=8.4×10⁵J；
（2）加热水需要的电能：
W_电=9.20×10⁵J，
电磁炉的效率：
η_电=

Q吸

W电

=

8.4×105J

9.2×105J

≈91.3%，
加热水需要的煤气：
v=4.00×10^-2m³，
燃烧煤气放出的热量：
Q=vq=4.00×10^-2m³×4.0×10⁷J/m³=1.6×10⁶J，
煤气炉的效率：
η_煤=

Q吸

Q

=

8.4×105J

1.6×106J

=52.5%，
（3）由（2）可知，∵电磁炉的效率比煤气炉的效率高，
∴加热相同的水，电磁炉消耗的电能少，
∴电磁炉更节能．
答：（1）水吸收的热量是8.4×10⁵J；
（2）电磁炉和煤气炉的效率分别是91.3%、52.5%；
（3）本实验中的电磁炉与煤气炉相比，电磁炉的效率高，更节能．

点评：本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，通过做题使学生觉得学了物理有用，同时加强了学生的节能意识．