Question

15．如圖甲是家庭常用節(jié)能燈，標(biāo)簽上標(biāo)有“220V 11W”字樣．鎧睿同學(xué)在學(xué)習(xí)了能量的轉(zhuǎn)化效率后想通過(guò)實(shí)驗(yàn)大致測(cè)量該節(jié)能燈的能量轉(zhuǎn)化效率．他找來(lái)一透明的保溫箱，在保溫箱內(nèi)裝有1千克的煤油，將節(jié)能燈浸沒在煤油中，如圖乙所示．

（1）將裝置接入電路，使節(jié)能燈泡正常工作半小時(shí)，測(cè)得保溫箱中煤油溫度升高了1℃．則煤油吸收的熱量為2.1×10³J．（煤油的比熱容是2.1×10³J/kg•℃）
（2）假設(shè)該節(jié)能燈只將電能轉(zhuǎn)化成光能和熱能，則該節(jié)能燈的光能轉(zhuǎn)化效率約為89.4%．
（3）通過(guò)查閱資料，鎧睿同學(xué)知道這樣一只節(jié)能燈的亮度與一只“220V 60W”的普通白熾燈的亮度相當(dāng)．請(qǐng)從能量轉(zhuǎn)化效率的角度分析節(jié)能燈節(jié)能的原因普通白熾燈轉(zhuǎn)化為的熱能更多、節(jié)能燈轉(zhuǎn)化為的熱能更少，普通白熾燈消耗的電能多、節(jié)能燈消耗的電能少．

Answer 1

分析 （1）知道煤油的質(zhì)量、比熱容、溫度升高值，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求煤油吸收的熱量；
（2）利用W=Pt求節(jié)能燈泡正常工作0.5h消耗的電能，減去吸收的熱量，可得轉(zhuǎn)化為的光能，利用效率公式求該節(jié)能燈的光能轉(zhuǎn)化效率；
（3）節(jié)能燈的亮度與一只“220V 60W”的普通白熾燈的亮度相當(dāng)．電能轉(zhuǎn)化為的光能相同，但是普通白熾燈轉(zhuǎn)化為的熱能更多、節(jié)能燈轉(zhuǎn)化為的熱能更少，普通白熾燈消耗的電能多、節(jié)能燈消耗的電能少．

解答 解：
（1）煤油吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=2.1×10³J/（kg•℃）×1kg×1℃=2.1×10³J；
（2）節(jié)能燈泡正常工作0.5h消耗的電能：
W=Pt=11W×0.5×3600s=1.98×10⁴J，
由題知，該節(jié)能燈只將電能轉(zhuǎn)化成光能和熱能，則轉(zhuǎn)化為的光能：
W_有用=W-Q_吸=1.98×10⁴J-2.1×10³J=1.77×10⁴J，
該節(jié)能燈的光能轉(zhuǎn)化效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{\;}}$=$\frac{1.77×1{0}^{4}J}{1.98×1{0}^{4}J}$×100%≈89.4%；
（3）這樣一只節(jié)能燈的亮度與一只“220V 60W”的普通白熾燈的亮度相當(dāng)，即轉(zhuǎn)化為的光能相同，但是普通白熾燈轉(zhuǎn)化為的熱能更多、節(jié)能燈轉(zhuǎn)化為的熱能更少，普通白熾燈消耗的電能多、節(jié)能燈消耗的電能少，所以節(jié)能燈比普通白熾燈更節(jié)能．
故答案為：
（1）2.1×10³J；（2）89.4%；（3）普通白熾燈轉(zhuǎn)化為的熱能更多、節(jié)能燈轉(zhuǎn)化為的熱能更少，普通白熾燈消耗的電能多、節(jié)能燈消耗的電能少．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了吸熱公式、電功率公式、效率公式的應(yīng)用，計(jì)算時(shí)注意光能轉(zhuǎn)化效率是指轉(zhuǎn)化為的光能與消耗的電能之比．