随着“西气东输”,天然气进入普通市民家庭,小明家已经开始使用天然气了。小明家原来就有个电磁炉,小明想究竟使用哪种能源更划算呢?小明开始实验并收集有关数据:
(1)小明在水壶里放入5000cm3、20℃的水,记录下当时的气量表示数是134.731m3;随后点火并将火调至最大烧水,开始同步计时;当水烧至沸腾时,气量表读数为134.871m3,需时24min.小明查到天然气熟瞄约为4.0×107J/m3,单价2.2元/m3。烧开这壶水,水需要吸收多少热量?小明家天然气炉具的效率是多少?[1标准大气压,C水=4.2×103J/(kg.℃)]
(2)小明又取相同的水在电磁炉上加热,使用功率为1000W档正常工作将水加热至沸腾,需时30min。扬州的电费价格为0.5元/度。使用电磁炉烧开这壶水,需消耗多少电能?花费多少电费?
(3)你建议小明家使用哪种能源?请说明2点理由。
(1)1680000J,30%
(2)0.5KW·h,0.25元
(3)电能费用少;热损少效率高
(1)利用热量公式Q=cm△t计算热量,然后利用η=Q吸/Q放 计算炉具效率;(2)已知功率和时间,利用功率的计算公式W=pt计算消耗的电能;然后乘以电费单价,计算电费;(3)先利用η=Q吸 /w 计算出电磁炉的效率,天然气的费用,然后与电磁炉比较,再进行选择.(1)水吸收的热量M=ρv=1g/cm3×5000g=5kg Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J Q放=qv=4.0×103J/m3×(134.87 m3-134.731 m3)=5.6×106J 天然气炉具的效率η=Q吸/Q放 =1.68×106J /5.6×106J =30% (2)消耗的电能W=Pt=1kW×0.5h=0.5kW?h花费的电费 0.5度×0.5元/度=0.25元 (3)电磁炉效率η=Q吸/ w =1.68×106J /0.5×3.6×103J ≈93%>30% 天然气费用 (134.87 m3-l34.731 m3)×2.2元/m3=0.31元>0.25元 若选天然气,天然气燃烧会放出二氧化碳等气体、效率低;若选电磁炉热效率高,环保使用电能比较清洁.所以,建议使用电磁炉. 物理解题技巧分享:每一个公式都有一定的适用范围,不能乱用,每一个字母都有着特定含义,需要理解。