问题
问答题
电和煤气是人们目前较普遍使用的环保又清洁的能源，为了比较电热水壶和煤气炉的耗能费用，小王进行如下调查，他分别用电热水壶和煤气炉烧开质量均为4kg的水．获得数据如下：电热水壶在实际电压下工作的功率是1500W，水温从20℃加热到100℃用了16min；而在相同的情况下改用煤气加热，煤气的热值为3.5×107J/m3，设煤气炉的加热效率为60%，厦门地区电价每度0.43元，煤气价格每立方米4元，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．问：
（1）将4kg的水由20℃加热到100℃需要吸收多少热量？
（2）该电热水壶的加热效率是多少？
（3）通过计算判断，用电热水壶和煤气炉加热哪一种器具耗能费用更低？
答案
（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（100℃-20℃）=1.344×106J；
（2）烧开水消耗的电能：
W=Pt=1500W×16×60s=1.44×106J=0.4kW•h（度）；
η=
×100%=Q吸 W
×100%≈93.3%；1.344×106J 1.44×106J
（3）∵煤气炉的热效率为60%，即：Q吸=Q放×60%，
∴Q放=
=Q吸 60%
=2.24×106J，1.344×106J 60%
∵Q放=m气q，
需要煤气的质量：
m气=
=Q放 q
=0.064m3；2.24×106J 3.5×107J/m3
靠电热水壶加热费用：
0.43元/度×0.4度=0.172元，
靠煤气炉加热费用：
4元/m3×0.064m3≈0.256元，
由此可知，使用电热水壶费用更低．
答：（1）将4kg的水由20℃加热到100℃需要吸收1.344×106J热量；
（2）该电热水壶的加热效率是93.3%；
（3）通过计算判断，用电热水壶耗能费用更低．