Question

一住宅小區(qū)的電價(jià)是0.6元/度，液化石油氣每罐（內(nèi)裝液化石油氣15kg）100元，木炭5元/kg．液化石油氣的熱值為4.2×l0⁷J/kg，木炭的熱值為3.4×10⁷ J/kg．使用以上能源，理論上

木炭

 最便宜．
小明選取器材“燒水鍋（容積20L）、電爐（220V  1500W）、液化石油氣爐、炭爐、溫度計(jì)、停表、天平、電子秤”對(duì)有關(guān)能源的實(shí)際使用效率進(jìn)行探究．
（1）把盛滿水的燒水鍋放在電爐上，用停表測(cè)量加熱時(shí)間t，根據(jù)公式

W=Pt

 可算出消耗的電能，再算出所需的電費(fèi)M．
（2）用溫度計(jì)測(cè)量加熱時(shí)間內(nèi)水的溫度變化△t，計(jì)算M/△t的值．M/△t值表示

水溫每升高1℃所消耗電能的電費(fèi)

．
（3）把盛滿水的燒水鍋放在液化石油氣爐上加熱，根據(jù)公式

Q=cm△t和Q=mq

 可算出消耗的液化石油氣．
（4）用溫度計(jì)測(cè)量

質(zhì)量為m的木炭完全燃燒后

 水的溫度變化△t．推算

M

△t

的值．
（5）比較兩種能源的

M

△t

的值．

Answer 1

分析：提供相同的能量，分別計(jì)算出需要的電費(fèi)、液化的費(fèi)用、木炭的費(fèi)用，然后比較得出哪種最便宜；
（1）直接利用W=Pt可求出消耗的電能；
（2）先明確分子和分母的含義，然后得出

M

△t

的含義；
（3）先利用溫度計(jì)測(cè)出水的初溫和末溫，然后根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量，最后根據(jù)Q=mq即可求出液化石油氣的質(zhì)量；
（4）用溫度計(jì)測(cè)量質(zhì)量為m的木炭完全燃燒后水的溫度變化△t，求出用木炭的費(fèi)用，計(jì)算

M

△t

的值．

解答：解：假設(shè)提供的能量為3.6×10⁶J=1度，則
需要的電費(fèi)：0.6元/度×1度=0.6元；
需要液化氣的質(zhì)量：
m_氣=

Q

q氣

=

3.6×106J

4.2×107J/kg

≈0.086kg，費(fèi)用：

100元

15kg

×0.086kg≈0.57元；
需要木炭的質(zhì)量：
m_炭=

Q

q炭

=

3.6×106J

3.4×107J/kg

≈0.11kg，費(fèi)用：5元/kg×0.11kg=0.55元；
可見(jiàn)，理論上木炭最便宜．
（1）已知電爐的功率和加熱時(shí)間，可直接利用W=Pt求出消耗的電能；
（2）

M

△t

中，分子表示電費(fèi)的價(jià)格，分母表示溫度的變化量，因此

M

△t

表示加熱時(shí)使水溫每升高1℃所消耗電能的電費(fèi)；
（3）把盛滿水的燒水鍋放在液化石油氣爐上加熱，用溫度計(jì)測(cè)量出水的初溫和末溫，再利用Q=cm△t求出水吸收的熱量，最后根據(jù)Q=mq即可求出液化石油氣的質(zhì)量；
（4）用溫度計(jì)測(cè)量質(zhì)量為m的木炭完全燃燒后水的溫度變化△t，求出用木炭的費(fèi)用M′，并得出

M′

△t

的比值，
故答案為：木炭；（1）W=Pt；（2）水溫每升高1℃所消耗電能的電費(fèi)；（3）Q=cm△t和Q=mq；（4）質(zhì)量為m的木炭完全燃燒后．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了消耗電能的計(jì)算、熱量計(jì)算以及燃料完全燃燒公式的應(yīng)用，涉及到實(shí)驗(yàn)步驟的完善，需要弄清實(shí)驗(yàn)原理，有一定的難度！