Question

燃气灶是目前许多家庭普遍使用的炉具，而电磁炉则是新一代的智能炉具．为了比较它们的优劣，小明同学进行了相关调查，得到的有关数据见下表．

燃 气 灶		电 磁 炉
热效率	25%	热效率	90%
天然气热值	8.0×107J/m3	额定功率	1000W
天然气价格	2元/m3	市电价格	0.5元/kW﹒h

如果小明家每天做饭、烧水所需热量为8.0×10⁶J．
（1）若这些热量靠燃气灶提供，需要燃烧多少燃气？
（2）若这些热量靠电磁炉提供，需要消耗多少电能？
（3）你认为这两种炉具各有什么优缺点？

Answer 1

分析：（1）知道水吸收的热量和燃气灶的效率，利用效率公式求天然气燃烧放出的热量，再根据燃料燃烧放热公式求需要燃气的体积；
（2）知道水吸收的热量和电磁炉的热效率，利用效率公式求需要消耗的电能；
（3）从节能、经济、环保、热效率等方面分析．

解答：解：（1）∵燃气灶的热效率：
η₁=

Q吸

Q放

=25%，
∴燃气燃烧释放的热量：
Q_放=

Q吸

η1

=

8×106J

25%

=3.2×10⁷J，
∵Q放=Vq，
∴所需燃气：
V=

Q放

q

=

3.2×107J

8×107J/m3

=0.4m³；
答：若这些热量靠燃气灶提供，需要燃烧0.4m³燃气．
（2）∵电磁炉的热效率η₂为90%，
∴W_电=

Q吸

η2

=

8×106J

90%

≈8.9×10⁶J≈2.5kW?h；
答：若这些热量靠电磁炉提供，需要消耗2.5kW?h电能．
（3）使用燃气灶较为经济（省钱），但热效率太低且对环境有污染；使用电磁炉价格相对较贵，但节能（热效率高）、环保且卫生．

点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，与实际生活相联系，使学生觉得学了物理有用，从数据表格中得到相关信息是本题的关键．