Question

9．電磁爐因高效、安全、方便進(jìn)入千家萬戶．小芳家有一臺電磁爐，其部分參數(shù)如圖所示．她將一個(gè)底面積為500cm²的鍋放置于電磁爐上，并選用功率為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．請通過計(jì)算說明選用哪個(gè)檔位燒水，消耗的電能更少．

Answer 1

分析 （1）知道水的密度和深度，據(jù)公式p=ρgh計(jì)算即可；
（2）知道水壺內(nèi)水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）求水吸收的熱量；
（3）據(jù)公式W=Pt計(jì)算出消耗的電能來，而后再和（2）中的數(shù)據(jù)比較即可；

解答 解：
（1）此時(shí)水對鍋底產(chǎn)生的壓強(qiáng)為：p=ρgh=1000kg/m³×10N/kg×0.08m=800Pa；
（2）水吸收的熱量為：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J；
（3）用2000W的檔位消耗的電能是：W₁=P₁t₁=2000W×480s=9.6×10⁵J；
用1600W的檔位消耗的電能是：W₂=P₂t₂=1600W×650s=1.04×10⁶J；
則W₁＜W₂，故用2000W的檔位消耗的電能更少一些．
答：
（1）鍋內(nèi)的水對鍋底產(chǎn)生的壓強(qiáng)為800Pa；
（2）鍋內(nèi)的水吸收的熱量為8.4×10⁵J；
（3）選用2000W檔位消耗的電能更少．

點(diǎn)評 該題考查了液體壓強(qiáng)的計(jì)算、熱量的計(jì)算和電能的計(jì)算，是一道難度不大的綜合題．