Question

一道初中物理题

功率相同的白炽灯和电视机，在正常工作的时候，工作同样的时间，问哪一个发热更多？ 我觉得是电视机，因为电视机机电阻大，而电流电压均相等，据焦耳定理可得，但我的同学说是白炽灯，一位白炽灯是全部转化为内能的。

Answer 1

回答本题首先要解决题目中说的发热是什么。这是大家最大分歧或误区所在。既然要比较哪个发热多，那么被比较的必然不能是内能，内能是物体（灯泡、电视机）内部的能量，而不是被发出的能量。那么我们看看这两样东西工作时都发出了什么。

简单起见，我们先不考虑电视机的发声。很明显二者都在发热的同时发光，其实二者同时还发出了一些我们看不见也感受不到“热”的其他能量，例如波长很短的紫外光和波长很长的无线电波。根据我们的直观，这些部分能量或许不会占据很大比例，但是如果不去实际测定，谁也不知道它们到底有多少。我说这部分看起来和问题无关的能量到底是干什么的呢？

我在希望大家能够明白，我们这里说的“热”，其实和可见光和紫外光和无线电波一样都是电磁波或电磁辐射。电磁波波长小于400nm时我们就看不见了，而波长超过760nm时，我们也看不见，因此这部分的电磁波就不能被包括在问题中被讨论的“光”中了。同样我们问题中所说的“热”是指电磁辐射中能够引起“热”的感受的部分。具有显著热效应的辐射主要包括了红外光和微波（这正是我们采用红外灯，例如浴霸中用的那个，和微波炉对物体加“热”的原因。这两种装置产生这两个波段的电磁波的效率高。我们当然也可以用灯泡来加热，但灯泡产生的可见光更多一些，产生的红外线、微波相对少，因而加热效率低）。这部分的辐射能够引起物体（例如烤箱、微波炉中的食物）中分子振动或转动的加剧。到这里很多人就会说“啊，我明白了，下面将要发生的一定是食物内能增大，温度上升”。

下面我将进一步说明问题中讨论的“热”就是电磁波的一部分。

把手放在一个200w的通电灯泡附近，不需要靠到它，我们会感到热，如果你在真空中做这个实验，你的手也会变暖和的，而且会比有空气时更加暖和。不相信的人可以去想一下，太阳发的“热”需要空气传播到地球吗?进一步地想太阳发的“热”如果不是电磁波，那又是什么呢？任何人都不会否认“热”也是一种能量，也不会否认任何形式的能量都不会离开它的载体，离开特定的运动独立存在。那你能否说出太阳发的热，到底它的载体是什么，与之对应的运动方式又是怎样的呢？

能够同时满足上述性质的“热”，想来想去只能电磁波中的一部分，既能够使我们感到“热”又能通过真空传播。太阳和其他任何物体发出的“热”的载体就是电磁波，与发“热”能量相对应的运动就是电磁波的电磁运动，而不是一种脱离载体和运动的抽象能量。

脑筋操做到此为止，现在我们可以来解决问题了。

楼上的这位朋友已经接近正解了。

“1.白炽灯原理为热致发光，但光效率基本在6%-7%左右，其余均转化为热能。”

按我们前面的理解，这里光效率是指产生可见光的效率。其余的部分最终将被周围的物体所吸收，转化为周围物体的内能，但请注意可见光最终也是会被周围物体吸收的，同样也转化也内能。楼上所说的热能到底是什么呢？如果说是周围物体内能的话，那么正确答案就是第一位朋友指出的，功耗相等，最终转化的内能相等。可是这样的答案等于没说，地球人都知道。

因此在楼上朋友的心目中他所说的“热能”一定是灯泡发出的除可见光之外的所有能量。根据我们前面对问题中“热”的界定，这里除可见光光能之外的所有能量未必都是能够给予我们“热”感受的能量。谁也不知道其中到底有多少是我们所界定的“热”，除非做试验或提供可靠的实验数据。

“2.电视机控制部分为半导体元件和压控元件，转化为声音、电磁场和热能；显像管部分为电子管激发磷粉发光，产生图像。并非热发光设备，可能效率会高一些，发热少一些。”

楼上的朋友对电视机的工作过程很熟悉，但他忽略了所谓的图像正是可见光。因此在忽略电视机发声的前提下，电视机不管它内部如何运作，输出的能量必然都是各种不同波段的电磁波，或者说也是发光发热。

由此可见，从能量转化的角度来看，灯泡和电视机没有什么区别。关键是二者发“热”的效率问题，即以相同的电功输入，二者能提供多少能具有热效应的电磁波。而电视机能产生多少具有热效应的电磁波，也只有做了实验才能知道。

如果我们进一步简化问题，假定二种装置只发射可见光和具有热效应的电磁波。那么我们就通过可以比较功率相同的灯泡和电视机的发光能量，来间接了解二者发热量的差别。用我们现在常用的42寸液晶电视（功率200-300w，我刚查的百度。其中发声的功率应该不超过20W）为例，到底是电视机把屋子照的更亮一些还是180-280W灯泡更亮，大家应当都有直观感受,或易于想象。但亮度和能量也不是一回事，相同总能量的紫光和黄光给人眼的感受是黄光亮得多（再“紫”一点，即波长再短一点，眼可就什么都看不见了）。如此说来，还得要做实验，用数据说话。

综上所述，这个问题仅靠理论分析以及我们的常识或直观感受是不可能解决的。

Answer 2

是白炽灯

Answer 3

白炽灯
电视机的工作原理是产生高能粒子打在显示屏上发光，而白炽灯则是通过加热使得钨丝发亮。
这道题不应该用焦耳定律而是能量守恒。
二者在相同时间内获得的电能相同，然而电视机的大部分能量用来加速电子等，而白炽灯则是几乎都用来产生热能。所以应该是白炽灯发热多。

Answer 4

为什么说电视机电阻大呢？电视机能够发出声音（机械能）、屏幕光，灯泡发出了光能，内能主要就是看谁发出的其他能量少，这个没做过试验，也没人知道了吧

Answer 5

由P=U^2/R可知道,当额定功率和电压相同时,
两用电器正常工作,也就是题目所说两用电器电阻是相同的,而电灯是把电能转化为热能,但电视机转化为热,声等,因而灯转化的多.
注意不要犯误区:电视机比灯大.人家是比较大家电阻相同的情况下的

Answer 6

1.白炽灯原理为热致发光，但光效率基本在6%-7%左右，其余均转化为热能。
2.电视机控制部分为半导体元件和压控元件，转化为声音、电磁场和热能；显像管部分为电子管激发磷粉发光，产生图像。并非热发光设备，可能效率会高一些，发热少一些。
3.白炽灯发热更多。