Question

燃气灶是目前许多家庭普遍使用的炉具，而电磁炉则是新一代的智能炉具．为了比较它们的优劣，小华同学进行了相关的调查，得到的有关数据见表．如果小华家每天做饭、烧水所需热量相当于把100kg、15℃的水加热到65℃所需热量．试求：
（1）小华家每天做饭、烧水需要消耗多少热量？
（2）若这些热量靠燃气灶提供，需要燃烧多少燃气？
（3）若这些热量靠电磁炉提供，需要消耗多少电能？
（4）通过计算，你认为这两种炉具各有什么优缺点？

燃气灶		电磁炉
热效率	30%	热效率	90%
天然气热值	7.0×10^7J/m^3	额定功率	1000W
天然气价格	2.00元/m^3	市电价格	0.50元/度

Answer

（1）已知水的质量、初温度和末温度以及水的比热容，利用公式Q=cm△t得出做饭、烧水需要的热量；
（2）已知燃气灶的热效率和需要的热量，可以得到天然气放出的热量；已知天然气放出的热量和天然气的热值，利用公式V=得到燃烧的天然气的体积；
（3）已知电磁炉的效率和需要的热量，可以得到消耗的电能；
（4）从节能、经济、环保、热效率等方面分析．
【解析】

（1）做饭、烧水需要的热量：
Q吸=cm（t-t）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（65℃-15℃）=2.1×107J；
（2）∵燃气灶的热效率η1=30%，
∴天然气放出的热量为Q放===7×107J，
∵Q放=qV，
∴所以需要天然气的体积：
V===1m3
（3）∵电磁炉的热效率η2=90%，
∴电磁炉消耗的电能为W电===2.4×107J≈6.7kW•h；
（4）要产生2.1×107J的热量，使用燃气灶燃烧天然气，需要花费2.00元/m3×1m3=2.00元，使用微波炉消耗电能，需要花费0.50元/kW•h×6.7kW•h=3.35元，所以使用天然气较经济；
优缺点：
燃气灶热效率较低，电磁炉效率高；
天然气燃烧时会造成大气污染，电磁炉工作过程不会对环境造成污染．
答：
（1）小华家每天做饭、烧水需要消耗2.1×107J热量；
（2）若这些热量靠燃气灶提供，需要燃烧1m3燃气；
（3）若这些热量靠电磁炉提供，需要消耗6.7kW•h电能；
（4）使用燃气灶较为经济（省钱），但热效率太低且对环境有污染；使用电磁炉价格相对较贵，但节能（热效率高）、环保且卫生．