Question

隨著“西氣東輸”，天然氣進入揚州市民家庭，小明家已經開始使用天然氣了。小明家原來就有個電磁爐，小明想究竟使用哪種能源更劃算呢？小明開始實驗并收集有關數據：

(1)小明在水壺里放入5000 cm^３、20℃的水，記錄下當時的氣量表示數是134.731 m^３；隨后點火并將火調至最大燒水，開始同步計時；當水燒至沸騰時，氣量表讀數為134.871 m^３，需時24min。小明查到天然氣熱值約為4．0×10⁷Ｊ/m^３，單價2．2元/m^３。燒開這壺水，水需要吸收多少熱量?小明家天然氣爐具的效率是多少？

［1標準大氣壓，c_水＝4．2×10³J／(kg?℃)］

(2)小明又取相同的水在電磁爐上加熱，使用功率為1000W檔正常工作將水加熱至沸騰，需時30min。揚州的電費價格為0．5元／度。使用電磁爐燒開這壺水，需消耗多少電能？花費多少電費？

(3)你建議小明家使用哪種能源？請說明2點理由。

Answer 1

（1）水吸收的熱量m=v=1g/cm³×5000cm³=5000g=5kg

     Q_吸=cm(t-t₀)=4.2×10³J（kg?℃）×5kg×(100℃-20℃)=1.68×10⁶J

天然氣爐具的效率

     Q_放=4.0×10⁷J/m³×(134.871m³-134.731m³)=5.6×10⁶J

    

（2）溶耗的電能W=Pt=1kW×0.5h=0.5kW?h

     花費的電費0.5度×0.5元/度=0.25元

（3）建議使用電磁爐

     電磁爐效率

     天然氣費用（137.871m³-134.731m³）×2.2元/m³≈0.31元＞0.25元

使用天然氣會放出二氧化碳等氣體，使用電能比較清潔。