Question

19．家用電磁爐以其高效、節(jié)能成為新一代智能灶具，某電磁爐的銘牌如下表所示．小明在家中利用電磁爐進(jìn)行探究實(shí)驗，在電磁爐正常工作的情況下．
請你回答下列有關(guān)問題：
（1）1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，鍋內(nèi)裝有4.5L溫度為20℃的水，給電磁爐通電把水加熱到沸騰，水至少吸收多少熱量？[ρ_水=1.0×10³kg/m³，C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）把上述水燒開用了20min，這段時間內(nèi)共消耗多少電能？
（3）此電磁爐燒水時的效率是多少？

防觸電保護(hù)類型Ⅰ類	最大功率1400W
型號NN-5315WF	電源頻率50Hz
額定電壓220V	質(zhì)量12kg

Answer 1

分析 （1）已知水的體積，根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量；知道水的質(zhì)量、水的比熱容、初溫和末溫，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）知道電磁爐正常工作時的功率和工作時間，根據(jù)W=Pt求出電磁爐消耗的電能（總能量）；
（3）已經(jīng)求出了水吸收的熱量（有用能量）和消耗的電能，利用效率公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求電磁爐的效率．

解答 解：
（1）水的體積：V=4.5L=4.5dm³=4.5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×4.5×10^-3m³=4.5kg，
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將水從20℃加熱到沸騰，則水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×4.5kg×（100℃-20℃）=1.512×l0⁶J；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知，電磁爐正常工作時的功率P=1400W，
把上述水燒開用了20min，則電磁爐消耗的電能：
W=Pt=1400W×20×60s=1.68×l0⁶J；
（3）此電磁爐燒水時的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.512×1{0}^{6}J}{1.68×1{0}^{6}J}$×100%=90%．
答：（1）1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，鍋內(nèi)裝有4.5L溫度為20℃的水，給電磁爐通電把水加熱到沸騰，水至少吸收的熱量為1.512×l0⁶J；
（2）把上述水燒開用了20min，這段時間內(nèi)共消耗1.68×l0⁶J的電能；
（3）此電磁爐燒水時的效率是90%．

點(diǎn)評 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合計算題，考查了密度公式、吸熱公式、電功公式、效率公式的應(yīng)用，難度適中．