如图是预计2018年底竣工的光谷广场综合体，常年有多部“塔吊”参与工作，从今年3月底开始，由武汉爆破有限公司承担的爆破任务，预计总共爆破石方和混凝土共32.5万立方米，难度堪称亚

Question

如图是预计2018年底竣工的光谷广场综合体，常年有多部“塔吊”参与工作，从今年3月底开始，由武汉爆破有限公司承担的爆破任务，预计总共爆破石方和混凝土共32.5万立方米，难度堪称亚洲第一．

（1）爆破施工过程中是___能转化为___能，若石方和混凝土的密度2500kg/m³，则总爆破的石方和混凝土的质量是___kg．
（2）经考察发现“塔吊”的主要组成为电动机和机械两部分，如图所示．假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38kW，线圈电阻0.5Ω．在一次起吊中，该“塔吊”电动机正常工作25s，把质量为3t的重物吊起22m（g取10N/kg）．求：
①电动机吊起重物的过程中消耗的电能．
②电动机正常工作过程中线圈产生的热量．
③该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率．

Answer 1

（1）爆破工程是通过化学变化将化学能转化为内能，又将内能转化为机械能的过程，因此爆破施工过程中是化学能转化为机械能；
由ρ=(m)/(V)可得，总爆破的石方和混凝土的质量：m=ρV=2500kg/m³×32.5×10⁴m³=8.125×10⁸kg．
（2）①由于电动机正常工作，消耗的功率等于额定功率，即P=38kW=3.8×10⁴W，工作时间t=25s，所以电动机消耗的电能为：W=Pt=3.8×10⁴W×25s=9.5×10⁵J；
②由P=UI可得，电动机正常作时的电流：I=(P)/(U)=(3.8×104W)/(380V)=100A；
线圈产生的热量：Q=I²Rt=（100A）²×0.5Ω×25s=1.25×10⁵J；
③电流产生热量消耗的电能W₁=Q=8×10⁴J，电能转化为的机械能：W_机=W-W₁=9.5×10⁵J-1.25×10⁵J=8.25×10⁵J；
起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率：η=(W机)/(W)×100%=(8.25×105J)/(9.5×105J)×100%≈86.8%．
答：（1）化学；机械；8.125×10⁸；
（2）①电动机吊起重物的过程中消耗的电能为9.5×10⁵J；
②电动机正常工作过程中线圈产生的热量为1.25×10⁵J．
③该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率为86.8%．