Question

電磁爐因高效、安全、方便進(jìn)入千家萬(wàn)戶。小芳家有一臺(tái)電磁爐，其部分參數(shù)如圖所示，小芳選用功率為2000W檔位，將鍋內(nèi)質(zhì)量為2.5kg、深度為8cm、初溫為20℃的水燒開，耗時(shí)8min.[c水=4.2×103J/（ kg·℃），g取10N/kg，當(dāng)?shù)貧鈮簽?個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓]。求：

（1）鍋內(nèi)的水對(duì)鍋底產(chǎn)生的壓強(qiáng)為多大；

（2）鍋內(nèi)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(zhì)量、相同初溫的水燒開，耗時(shí)為650s.請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明選用哪個(gè)檔位燒水，消耗的電能更少。

 

Answer 1

（1）水對(duì)鍋底產(chǎn)生的壓強(qiáng)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(dāng)小芳選用功率為P1=2000W檔位時(shí)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(shí)消耗的電能為：W2=P2t2=1600W×650s=1.04×106J；

因?yàn)閃1﹤W2，所以高檔時(shí)比低檔時(shí)消耗的電能更少。

【解析】

試題分析：（1）由題意知：鍋內(nèi)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(duì)鍋底產(chǎn)生的壓強(qiáng)為：p=ρ水h g=1.0×103kg/m3×0.08m×10N/kg =800Pa。

（2）由題意知：鍋內(nèi)的水的質(zhì)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(dāng)小芳選用功率為P1=2000W檔位時(shí)，在時(shí)間t1=8min=480s內(nèi)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(shí)，在時(shí)間t2=650s內(nèi)消耗的電能為：W2=P2t2=1600W×650s=1.04×106J；

因?yàn)閃1﹤W2，所以高檔時(shí)比低檔時(shí)消耗的電能更少。

考點(diǎn)：電能、電功率、熱量的相關(guān)計(jì)算