Question

图1为一种电磁炉的原理示意图．它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁材料制成的烹饪锅，在锅体形成无数小的涡流（感应电流）而产生焦耳热．同时，被磁化的铁磁分子因摩擦、碰撞而发热．从而使锅体自身发热达到加热食物的目的．
（1）在使用电磁炉时，锅体内能的增加是通过______的方法获得的，食物内能的增加是通过______的方法获得的．（两空均选填“做功”或“热传递”）
（2）某款电磁炉性能参数如表所示，操作面版如图2所示．

型号	额定电压	额定功率	功率调节范围	温度调节范围	热效率
SK2105	220V 50Hz	2100W	120W-2100W	70℃-270℃	（大于）90%

根据上表数据计算：
①在1个标准大气压下，一锅质量为3kg、温度为22℃的水烧开需要吸收多少热量？
②若电磁炉工作电压正常，则烧开①中的水最多需要多少时间？（不计锅吸热及热散失）

Answer

（1）改变内能的方式有两种，即做功和热传递，做功改变内能属于能量的转化，而热传递改变内能的过程是能量的转移过程．
（2）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温（一标准大气压下水的沸点为100℃），利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量．
（3）知道电磁炉所产生的热量是其所消耗的电能转化而来的，故据水所吸收的热量和热效率可计算出所消耗的电能，故在据公式W=Pt可计算出电流所消耗这些电能时所用的时间．
【解析】
（1）在使用电磁炉时，锅体内能的增加是通过电能转化而来的，故该过程是电流做功的过程，故是通过做功的方法获得内能的，食物内能的增加是通过热传递的方法获得的；
（2）①据题意可知，此时水所吸收的热量是：Q吸=cm（t-t）=4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（100-22）℃=9.828×105J；
②取最低热效率90%，温度调节最低为100℃，否则不能将水烧开．
故据公式η=可知，此时所消耗的电能是；
故据公式W=Pt可知，此时消耗这些电能所用的时间是：；
答：（1）在使用电磁炉时，锅体内能的增加是通过 做功的方法获得的，食物内能的增加是通过热传递的方法获得的；（2）①在1个标准大气压下，一锅质量为3kg、温度为22℃的水烧开需要吸收的热量是9.828×105J；②若电磁炉工作电压正常，则烧开①中的水最多需要的时间是36.4min．