Question

6．燃氣灶是目前許多家庭普遍使用的爐具，而電磁爐則是新一代的只能爐具，為了比較它們的優(yōu)劣，小明同學(xué)進行了相關(guān)調(diào)查，得到的有關(guān)數(shù)據(jù)見下表，如果小明家每天做飯、澆水所需熱量為8.0×10⁴J．

燃氣灶		電磁爐
熱效率	26%	熱效率	90%
天然氣熱值	4.0×107J/m3	額定功率	1000W
天然氣價格	1元/m3	市電價格	0.5元/kw•h

（1）若這些熱量靠燃氣灶提供，需要燃燒多少天然氣？
（2）若這些熱量靠電磁爐提供，需要消耗多少電能？
（3）你認為這兩種爐具各有什么優(yōu)缺點？

Answer 1

分析 （1）知道水吸收的熱量和燃氣灶的效率，利用效率公式求天然氣燃燒放出的熱量，再根據(jù)燃料燃燒放熱公式求需要燃氣的體積；
（2）知道水吸收的熱量和電磁爐的熱效率，利用效率公式求需要消耗的電能；
（3）從節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保、熱效率等方面分析．

解答 解：
（1）根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$可知，
天燃氣燃燒釋放的熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{{η}_{1}}$=$\frac{8.0×1{0}^{4}J}{26%}$≈3.1×10⁵J，
根據(jù)Q_放=Vq可知，
所需燃氣的體積為：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3.1×1{0}^{5}J}{4.0×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$≈0.008m³；
（2）根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{{W}_{電}}$可知，
消耗的電能為：W_電=$\frac{{Q}_{吸}}{{η}_{2}}$=$\frac{8.0×1{0}^{4}J}{90%}$≈8.9×10⁴J≈0.025kW•h；
（3）使用燃氣灶較為經(jīng)濟（省錢），但熱效率太低且對環(huán)境有污染；使用電磁爐價格相對較貴，但節(jié)能（熱效率高）、環(huán)保且衛(wèi)生．
答：
（1）若這些熱量靠燃氣灶提供，需要燃燒天然氣0.008m³；
（2）若這些熱量靠電磁爐提供，需要消耗電能0.025kW•h；
（3）使用燃氣灶較為經(jīng)濟（省錢），但熱效率太低且對環(huán)境有污染；使用電磁爐價格相對較貴，但節(jié)能（熱效率高）、環(huán)保且衛(wèi)生．

點評 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與實際生活相聯(lián)系，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，從數(shù)據(jù)表格中得到相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵．