Question

20．小紅查詢了燃氣灶和電磁爐相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示．若小明家每天做飯、燒水所需熱量為8.1×10⁶J，使用燃氣灶，共需要0.4m³天然氣；若靠電磁爐提供，需用電2.5kW•h．當小紅把電磁爐的插頭插進插座時，家里的自動空氣開關(guān)“跳閘”了，原因可能是電路中發(fā)生短路故障或電路中用電器的總功率過大，造成干路電流過大．

燃氣灶		電磁爐
熱效率	25%	熱效率	90%
天燃氣熱值	8.1×107J/m3	額定功率	2000W

Answer 1

分析 （1）已知天然氣的熱效率和所需熱量，計算出燃料完全燃燒需要的熱量；根據(jù)熱值計算公式計算出所需天然氣．
（2）已知電磁爐的熱效率和所需熱量，計算出電磁爐應該放出的熱量Q_總2，得出電流消耗的電能；
（3）家庭電路電流過大的原因有：電路發(fā)生短路或用電器的總功率過大．

解答 解：（1）由η₁=$\frac{Q}{{Q}_{總}}$得，
需要燃料完全燃燒釋放出的熱量：Q_總=$\frac{Q}{{η}_{1}}$=$\frac{8.1×1{0}^{6}J}{25%}$=3.24×10⁷J；
燃燒的天然氣體積為：
V=$\frac{{Q}_{總}}{{q}_{1}}$=$\frac{3.24×1{0}^{7}J}{8.1×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.4m³．
（2）若靠電磁爐提供，由η₂=$\frac{Q}{W}$得，電磁爐需消耗的電能：
W=$\frac{Q}{{η}_{2}}$=$\frac{8.1×1{0}^{6}J}{90%}$=9×10⁶J=$\frac{9×1{0}^{6}}{3.6×1{0}^{6}}$kW•h=2.5kW•h；
（3）在家庭電路中，因電流過大導致空氣開關(guān)“跳閘”的原因有：電路中發(fā)生短路故障或電路中用電器的總功率過大，造成干路電流過大．
故答案為：0.4；2.5；電路中發(fā)生短路故障或電路中用電器的總功率過大，造成干路電流過大．

點評 本題考查燃料的熱值、能量的利用效率及家庭電路電流過大的原因，屬于中等題．