Question

13．小紅家新買了一臺電磁爐，通過上網(wǎng)查閱知道：電磁爐是一種利用電磁感應原理將電能轉換為內能的廚房電器，它具有高效、干凈等優(yōu)點．好奇的小紅想探究一下電磁爐燒水的效率，實驗中她讓電磁爐在1600W的功率下將1kg初溫為15℃的水加熱至沸騰，用時5min30s，但水的末溫卻只有95℃，則在此實驗中：
（1）為什么水的末溫只有95℃？（寫出一種可能的情況）
（2）水至少要吸收多少熱量？（c=4.2×10³J/（kg•℃））
（3）此次電磁爐燒水的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）在1標準大氣壓下，水的沸點是100℃；沸點與氣壓有關．氣壓越高，沸點越高；氣壓越低，沸點越低；
（2）知道水壺內水的質量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）求水吸收的熱量；
（3）電磁爐利用W=Pt求工作5min消耗的電能；電磁爐燒水的效率等于水吸收的熱量與電磁爐消耗電能的比值．

解答 解：（1）在1標準大氣壓下，水的沸點是100℃；水的末溫卻只有95℃，低于100℃，則可能當?shù)卮髿鈮翰皇且粋€標準大氣壓．
（2）水吸收的熱量為：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（95℃-15℃）=3.36×10⁵J；
（3））由P=$\frac{W}{t}$得電磁爐工作5min30s消耗的電能：
W=Pt=1600W×330s=5.28×10⁵J；
電磁爐燒水的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.36×{10}^{5}J}{5.28×{10}^{5}J}$≈63.6%．
答：（1）當?shù)卮髿鈮翰皇且粋€標準大氣壓；
（2）水至少要吸收的熱量為3.36×10⁵J；
（3）此次電磁爐燒水的效率為63.6%．

點評 本題是一道電學與熱學的綜合應用題，考查了液體沸點與大氣壓的關系、熱量的計算、電功率和效率的計算．