Question

13．小紅家新買了一臺(tái)電磁爐，通過(guò)上網(wǎng)查閱知道：電磁爐是一種利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能的廚房電器，它具有高效、干凈等優(yōu)點(diǎn)．好奇的小紅想探究一下電磁爐燒水的效率，實(shí)驗(yàn)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(shí)5min30s，但水的末溫卻只有95℃，則在此實(shí)驗(yàn)中：
（1）為什么水的末溫只有95℃？（寫(xiě)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(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃；沸點(diǎn)與氣壓有關(guān)．氣壓越高，沸點(diǎn)越高；氣壓越低，沸點(diǎn)越低；
（2）知道水壺內(nèi)水的質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃；水的末溫卻只有95℃，低于100℃，則可能當(dāng)?shù)卮髿鈮翰皇且粋�(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)?shù)卮髿鈮翰皇且粋�(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，考查了液體沸點(diǎn)與大氣壓的關(guān)系、熱量的計(jì)算、電功率和效率的計(jì)算．