Question

電磁爐因高效、安全、方便進入千家萬戶。小芳家有一臺電磁爐，其部分參數如圖所示，小芳選用功率為2000W檔位，將鍋內質量為2.5kg、深度為8cm、初溫為20℃的水燒開，耗時8min.[c水=4.2×103J/（ kg·℃），g取10N/kg，當地氣壓為1個標準大氣壓]。求：

（1）鍋內的水對鍋底產生的壓強為多大；

（2）鍋內的水吸收的熱量為多少；

（3）若小芳改用功率為1600W的檔位，用同一只鍋將相同質量、相同初溫的水燒開，耗時為650s.請通過計算說明選用哪個檔位燒水，消耗的電能更少。

 

Answer 1

（1）水對鍋底產生的壓強為：p=ρ水h g=1.0×103kg/m3×0.08m×10N/kg =800Pa。

（2）水吸收的熱量為:Q吸=c水m△t=4.2×103J/（ kg·℃）×2.5kg×80℃=8.4×105J。

（3）當小芳選用功率為P1=2000W檔位時消耗的電能為：W1=P1t1=2000W×480s=9.6×105J；

若小芳改用功率為P2=1600W的檔位時消耗的電能為：W2=P2t2=1600W×650s=1.04×106J；

因為W1﹤W2，所以高檔時比低檔時消耗的電能更少。

【解析】

試題分析：（1）由題意知：鍋內的水的深度為h=8cm=0.08m，水的密度為ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，則水對鍋底產生的壓強為：p=ρ水h g=1.0×103kg/m3×0.08m×10N/kg =800Pa。

（2）由題意知：鍋內的水的質量為m=2.5kg，水的比熱容c水=4.2×103J/（ kg?℃），升高的溫度Δt=（100℃-20℃）=80℃，則水吸收的熱量為:Q吸=c水m△t=4.2×103J/（ kg·℃）×2.5kg×80℃=8.4×105J。

（3）當小芳選用功率為P1=2000W檔位時，在時間t1=8min=480s內消耗的電能為：W1=P1t1=2000W×480s=9.6×105J；

若小芳改用功率為P2=1600W的檔位時，在時間t2=650s內消耗的電能為：W2=P2t2=1600W×650s=1.04×106J；

因為W1﹤W2，所以高檔時比低檔時消耗的電能更少。

考點：電能、電功率、熱量的相關計算