Question

電腦的中央處理器（CPU）只有半張撲克牌大小，工作時(shí)發(fā)熱顯著，常用散熱片與風(fēng)扇組合冷卻．某電腦CPU的功率為100W，其中發(fā)熱功率占10%，銅質(zhì)散熱器的質(zhì)量是1kg，若工作半小時(shí)，求：
（1）CPU消耗了多少電能？
（2）CPU產(chǎn)生了多少熱量？
（3）這些熱量能使散熱器的溫度升高多少？（銅的比熱容是0.39×10³J/（kg?℃），結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析：（1）知道電腦CPU的功率和工作時(shí)間，可利用公式W=Pt計(jì)算出CPU消耗的電能；
（2）知道發(fā)熱功率占CPU功率的8%，從而可以計(jì)算出其發(fā)熱功率，再利用公式Q=W=Pt計(jì)算出產(chǎn)生的熱量；
（3）知道銅質(zhì)散熱器的質(zhì)量和銅的比熱容，可利用公式Q=cm△t求出散熱器溫度升高的量．

解答：解：（1）CPU的工作時(shí)間：
t=0.5h=1800s，
CPU消耗的電能：
W=Pt=100W×1800s=1.8×10⁵J；
（2）∵發(fā)熱功率占CPU功率的10%，
∴P_熱=P×10%=100W×10%=10W，
產(chǎn)生的熱量為：
Q=P_熱t=10W×1800s=1.8×10⁴J；
（3）∵Q=cm△t，
∴散熱器升高的溫度：
△t=

Q

cm

=

1.8×104J

0.39×103J/(kg?℃)×1kg

≈46.2℃．
答：（1）CPU消耗了1.8×10⁵J的電能；
（2）CPU產(chǎn)生了1.8×10⁴J的熱量；
（3）這些熱量能使散熱器的溫度升高46.2℃．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，利用公式W=Pt計(jì)算用電器消耗的電能，以及利用熱量的公式計(jì)算溫度的變化，與生活相連，使學(xué)生覺(jué)得學(xué)了物理有用，且加強(qiáng)了學(xué)生的節(jié)能環(huán)保的意識(shí)，注意計(jì)算時(shí)的單位變換要正確．