Question

19．家用电磁炉以其高效、节能成为新一代智能灶具，某电磁炉的铭牌如下表所示．小明在家中利用电磁炉进行探究实验，在电磁炉正常工作的情况下．
请你回答下列有关问题：
（1）1标准大气压下，锅内装有4.5L温度为20℃的水，给电磁炉通电把水加热到沸腾，水至少吸收多少热量？[ρ_水=1.0×10³kg/m³，C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）把上述水烧开用了20min，这段时间内共消耗多少电能？
（3）此电磁炉烧水时的效率是多少？

防触电保护类型Ⅰ类	最大功率1400W
型号NN-5315WF	电源频率50Hz
额定电压220V	质量12kg

Answer 1

分析 （1）已知水的体积，根据m=ρV求出水的质量；知道水的质量、水的比热容、初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）知道电磁炉正常工作时的功率和工作时间，根据W=Pt求出电磁炉消耗的电能（总能量）；
（3）已经求出了水吸收的热量（有用能量）和消耗的电能，利用效率公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求电磁炉的效率．

解答 解：
（1）水的体积：V=4.5L=4.5dm³=4.5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×4.5×10^-3m³=4.5kg，
1标准大气压下，将水从20℃加热到沸腾，则水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×4.5kg×（100℃-20℃）=1.512×l0⁶J；
（2）由表格数据可知，电磁炉正常工作时的功率P=1400W，
把上述水烧开用了20min，则电磁炉消耗的电能：
W=Pt=1400W×20×60s=1.68×l0⁶J；
（3）此电磁炉烧水时的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.512×1{0}^{6}J}{1.68×1{0}^{6}J}$×100%=90%．
答：（1）1标准大气压下，锅内装有4.5L温度为20℃的水，给电磁炉通电把水加热到沸腾，水至少吸收的热量为1.512×l0⁶J；
（2）把上述水烧开用了20min，这段时间内共消耗1.68×l0⁶J的电能；
（3）此电磁炉烧水时的效率是90%．

点评 本题是一道电学与热学的综合计算题，考查了密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式的应用，难度适中．