Question

（2012?贛州二模）圖1為一種電磁爐的原理示意圖．它是利用高頻電流在電磁爐內(nèi)部線圈中產(chǎn)生磁場，磁化鐵磁材料制成的烹飪鍋，在鍋體形成無數(shù)小的渦流（感應(yīng)電流）而產(chǎn)生焦耳熱．同時，被磁化的鐵磁分子因摩擦、碰撞而發(fā)熱．從而使鍋體自身發(fā)熱達到加熱食物的目的．
（1）在使用電磁爐時，鍋體內(nèi)能的增加是通過

做功

的方法獲得的，食物內(nèi)能的增加是通過

熱傳遞

的方法獲得的．（兩空均選填“做功”或“熱傳遞”）
（2）某款電磁爐性能參數(shù)如表所示，操作面版如圖2所示．

型號	額定電壓	額定功率	功率調(diào)節(jié)范圍	溫度調(diào)節(jié)范圍	熱效率
SK2105	220V 50Hz	2100W	120W-2100W	70℃-270℃	（大于）90%

根據(jù)上表數(shù)據(jù)計算：
①在1個標準大氣壓下，一鍋質(zhì)量為3kg、溫度為22℃的水燒開需要吸收多少熱量？
②若電磁爐工作電壓正常，則燒開①中的水最多需要多少時間？（不計鍋吸熱及熱散失）

Answer 1

分析：（1）改變內(nèi)能的方式有兩種，即做功和熱傳遞，做功改變內(nèi)能屬于能量的轉(zhuǎn)化，而熱傳遞改變內(nèi)能的過程是能量的轉(zhuǎn)移過程．
（2）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫（一標準大氣壓下水的沸點為100℃），利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量．
（3）知道電磁爐所產(chǎn)生的熱量是其所消耗的電能轉(zhuǎn)化而來的，故據(jù)水所吸收的熱量和熱效率可計算出所消耗的電能，故在據(jù)公式W=Pt可計算出電流所消耗這些電能時所用的時間．

解答：解：（1）在使用電磁爐時，鍋體內(nèi)能的增加是通過電能轉(zhuǎn)化而來的，故該過程是電流做功的過程，故是通過做功的方法獲得內(nèi)能的，食物內(nèi)能的增加是通過熱傳遞的方法獲得的；
（2）①據(jù)題意可知，此時水所吸收的熱量是：Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×3kg×（100-22）℃=9.828×10⁵J；
②取最低熱效率90%，溫度調(diào)節(jié)最低為100℃，否則不能將水燒開．
故據(jù)公式η=

Q吸

W

可知，此時所消耗的電能是W=

Q吸

η

=

9.828×105J

90%

=1.092×106J；
故據(jù)公式W=Pt可知，此時消耗這些電能所用的時間是：t=

W

P

=

1.092×106J

500W

=2184s=36.4min；
答：（1）在使用電磁爐時，鍋體內(nèi)能的增加是通過 做功的方法獲得的，食物內(nèi)能的增加是通過熱傳遞的方法獲得的；（2）①在1個標準大氣壓下，一鍋質(zhì)量為3kg、溫度為22℃的水燒開需要吸收的熱量是9.828×10⁵J；②若電磁爐工作電壓正常，則燒開①中的水最多需要的時間是36.4min．

點評：知道改變內(nèi)能的兩種方式，并能運用熱量的計算公式和電能的計算公式進行計算是解決該題的關(guān)鍵．