Question

下表是某品牌微波爐說明書的部分內(nèi)容．某同學用這臺微波爐加熱一杯水，測得紙杯質(zhì)量6.9g，盛水后總質(zhì)量128.3g，水的初溫11℃，加熱1min后水溫為65℃．根據(jù)上述信息解答下列問題：

額定電壓/頻率	220V-50Hz
額定輸入功率	1300W
微波工作頻率	2450MHz

（1）加熱一分鐘微波爐消耗電能多少焦耳？
（2）水吸收的熱量為多少焦耳？
（3）忽略紙杯吸熱，微波爐加熱這杯水的效率約為多少？
（4）這臺微波爐輸出微波的波長為多少米？
（5）試指出兩種加熱水的過程中存在的能量損失（紙杯吸熱除外）．

Answer 1

分析：（1）計算電能可通過W=Pt解答；
（2）水吸收熱量可通過Q吸=cm△t解答；
（3）微波爐的熱效率即水吸收熱量與消耗電能之比；
（4）波長λ、頻率f、波速c間的關(guān)系為c=λf；
（5）分析能量損失，可從微波爐的工作過程涉及到知識進行分析．

解答：解：（1）加熱時間t=1min=60s，消耗電能為W=Pt=1300W×60s=78000J；
（2）水的質(zhì)量為：m=m總-m杯=128.3g-6.9g=121.4g=0.1214kg；水吸收熱量為Q吸=cm△t=4200J/（kg?℃）×0.1214kg×（65℃-11℃）=27533.52J；
（3）微波爐加熱這杯水的效率約為η=

Q吸

W

=

27533.52J

78000J

=35.3%；
（4）微波工作頻率為f=2450MHz=2.45×10⁹Hz；由c=λf得：波長λ=

c

f

=

3×108m/s

2.45×109Hz

=0.122m；
（5）加熱水的過程中存在的能量損失有很多，如：水向爐腔內(nèi)散熱、水汽化吸熱、產(chǎn)生噪聲消耗能量、爐體吸熱升溫等；
答：（1）加熱一分鐘微波爐消耗電能為78000J；
（2）水吸收的熱量為27533.52J；
（3）微波爐加熱這杯水的效率為35.3%；
（4）這臺微波爐輸出微波的波長為0.122m；
（5）加熱水的過程中存在的能量損失：水向爐腔內(nèi)散熱、爐體吸熱升溫．

點評：此題是一道電學和熱學的綜合題，運用計算電能的公式、計算吸熱的公式以及理解效率，可解答．