微波炉是一种高效节能的家用电器(铭牌见下表),它的功率这么大,真的能省电吗?小宇做了如下探究实验:
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解题思路:(1)水吸收的热量要根据吸热公式,借助比热容来求出;

(2)微波炉消消耗的电能可利用公式W=Pt求出,从表中获得数据.水吸收的热量占微波炉放出热量的比就是其热效率;

(3)用同样的办法计算热水壶放出的热量,求出其热效率,与微波炉的热效率做比较;

(4)热水壶利用的是电流做功,通过热传递增加水的内能,而微波炉则是靠电磁波的作用,使分子运动的动能增大,直接增加内能.

(1)水吸收的热量:Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.6kg×(60℃-20℃)=1.008×105J;

(2)微波炉消耗的电能:W=Pt=1000W×2×60s=1.2×105J.微波炉的热效率:η1=

Q吸

W=

1.008×105J

1.2×105J=84%;

(3)水吸收的热量:Q′=cm′(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(60℃-20℃)=3.36×105J;

热水壶放出的热量:Q=W′=P′t′=800W×12×60s=5.76×105J;热水壶的热效率η2=

Q′吸

Q放=

3.36×105J

5.76×105J=58.3%.

η1>η2,说明微波炉的效率比热水壶的效率高.

(4)微波炉与电水壶的工作原理是不相同的,电热水壶是通过电流做功产生热量,再经过热传递使水温升高,微波炉是通过加快水分子运动,使水的内能增加.

答:(1)加热2min水吸收的热量为1.008×105J;

(2)微波炉消耗的电能为1.2×105J;微波炉的热效率为84%;

(3)电水壶的热效率是58.3%,小于微波炉的热效率;

(4)不相同.电热水壶是通过电流做功产生热量,再经过热传递使水温升高,微波炉是通过加快水分子运动,使水的内能增加.

点评:

本题考点: 能量利用效率;热量的计算;电功的计算.

考点点评: 本题主要考查了热效率的计算,要用到吸热的公式和电功的公式,都是我们应该掌握的重要公式,数据较多,关键是要理清关系,同时,通过本题的计算也让我们了解了微波炉的原理与优势,从节约能源,提高热效率的角度,同样值得我们关注.