第12章 专题2 热量与效率的计算(正文课件)-【思而优·全程突破】2024-2025学年九年级物理全一册同步训练（沪粤版）

九年级物理全一册（HY）课件 专题2　热量与效率的计算 第十二章　内能与热机 　　　某物理兴趣小组的同学，用煤炉给质量为10 kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水的温度随时间变化的图线．若在6 min内完全燃烧了800 g的煤，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤的热值约为3×107 J/kg.在这个过程中，求： (1)煤炉内的水吸收的热量； 首页 例1 解：由图可知，经过6 min水的温度由20 ℃升高到 80 ℃，则水吸收的热量为 Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(80 ℃－20 ℃)＝2.52×106 J 答：煤炉内的水吸收的热量为2.52×106 J； ①吸热效率的计算公式：η＝　 ×100%.②Q吸＝cmΔt，Q放＝qm或qV. (2)煤完全燃烧放出的热量；   (3)煤炉烧水时的热效率． 首页 解：煤完全燃烧放出的热量为 Q放＝qm＝3×107 J/kg×0.8 kg＝2.4×107 J 答：煤完全燃烧放出的热量为2.4×107 J；  解：煤炉烧水时的热效率为   答：煤炉烧水时的热效率为10.5%. 　1.1太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，小华家的太阳能热水器如图所示．已知该热水器每小时平均接收8.4×106 J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中体积为100 L、初温为20 ℃的水的温度升高到50 ℃.求：[水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3] (1)在这5小时内，热水器中的水吸收的热量； 首页 解：热水器中水的体积V＝100 L＝100 dm3＝0.1 m3 由ρ＝ 可得，水的质量m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×0.1 m3＝100 kg 热水器中的水吸收的热量 Q＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(50 ℃－20 ℃)＝1.26×107 J 答：热水器中的水吸收的热量为1.26×107 J； (2)热水器5小时内接收到的太阳能； 首页 解：热水器5小时内接收到的太阳能 E＝8.4×106 J/h×5 h＝4.2×107 J 答：热水器5小时内接收到的太阳能为4.2×107 J； (3)热水器的能量转化效率． 解：热水器的能量转化效率   答：热水器的能量转化效率为30%. 　　　近年来，我国汽车工业发展迅猛，各种新型汽车不断投放市场．如图所示是我国自行研制的汽车的单缸四冲程内燃机，它在1 min内曲轴转动2 200圈，做功冲程推动活塞一次做功1 200 J，在这段时间内，气缸内共燃烧0.1 kg的汽油．问：(汽油的热值为4.6×107 J/kg) 首页 例2 (1)假设汽油完全燃烧，消耗完汽油时，内燃机获得的热量为多少？ 首页 解：消耗完汽油时，内燃机获得的热量 Q＝qm＝4.6×107 J/kg×0.1 kg＝4.6×106 J 答：消耗完汽油时，内燃机获得的热量为4.6×106 J； (2)1 min内，内燃机对活塞做功的功率为多少？ 解：由于在1 min内曲轴转动2 200圈，则1 min内内燃机对外做功1 100次，对活塞做的功 W＝1 200 J×1 100＝1.32×106 J 答：内燃机对活塞做功的功率为2.2×104 W； (3)该内燃机正常工作时的效率约为多少？(结果保留至1%) 首页 解：该内燃机正常工作时的效率 答：该内燃机正常工作时的效率约为29%. ①热效率的通用计算公式：η＝　 ×100%.②W有用＝F牵s或W有用＝P牵t，Q总＝qm或qV. 　2.1如图所示是一辆无人驾驶汽车，该汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况．该汽车在一段平直的公路上匀速行驶了12 km，牵引力大小为1 500 N．假设燃油完全燃烧，该汽车发动机的效率为30%，则在这段运动过程中，问：(该汽车所用燃油的热值q＝4.5×107 J/kg) (1)牵引力对汽车做的功是多少？ 首页 解：牵引力对汽车做的功 W＝Fs＝1 500 N×1.2×104 m＝1.8×107 J 答：牵引力对汽车做的功是1.8×107 J； (2)燃油完全燃烧释放的热量是多少？ 首页 解：燃油完全燃烧释放的热量 (3)消耗的燃油的质量是多少？(结果保留一位小数) 答：燃油完全燃烧释放的热量是6×107 J； 解：消耗的燃油的质量 答：消耗的燃油的质量是1.3 kg. 　　　小明暑假时去海边玩，他发现中午时海滩上的沙子热得烫脚，而海水凉凉的；傍晚，沙子凉了，海水温暖起来．他想要知道水和沙子的吸、放热规律，于是选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是0.4 kg的沙子和水同时加热．他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象，如图所示．[q酒精＝3.0×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 首页 例3 (1)图________(选填“甲”或“乙”)是沙子吸热升温的图象． 首页 甲 解析：中午时海滩上的沙子热得烫脚，而海水凉凉的，说明吸收相同的热量，沙子升温较快，温度更高，故图甲表示的是沙子的温度随加热时间变化的图象． (2)加热2 min时，水吸收的热量是________J. 解析：加热2 min时，由图乙可知，水温升高50 ℃，则水吸收的热量 Q吸＝c水mΔt水＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×50 ℃＝8.4×104 J 8.4×104 (3)沙子的比热容大约是________J/(kg·℃)．(结果保留整数) 首页 913 (4)若酒精灯的加热效率均为50%，则实验进行到第2 min需完全燃烧酒精的质量为________kg. 首页 解析：实验进行2 min内酒精完全燃烧放出的热量   酒精的质量 0.005 6 　3.1随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具．某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某型号的汽车在恒定功率下行驶时单位时间的能量流向图，如图所示． 首页 (1)汽车刹车时，为防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片喷水，这是通过________的方式改变刹车片的内能． 首页 解析：[1]防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片喷水，利用水的汽化吸热，来降低刹车片的温度，这是通过热传递的方式改变刹车片的内能． 热传递 (2)当燃油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将________(选填“升高”“降低”或“不变”)． 解析：[2]当燃油在发动机内燃烧不充分时会冒”黑烟”，说明燃油燃烧不充分，在消耗相同的燃油时，转化的有用功将会减少，则发动机的效率会降低． 降低 (3)内燃机是汽车的“心脏”，一台四冲程内燃机工作时的飞轮转速是 1 800 r/min，此内燃机每秒完成_____个做功冲程，靠飞轮的惯性完成____个冲程． 首页 解析：[3][4]一台四冲程内燃机工作时的飞轮转速是1 800 r/min＝30 r/s；飞轮每转两周对外做一次功，则该内燃机每秒对外做功次数为15次；每秒靠飞轮的惯性完成15×4－15＝45个冲程． 15 45 (4)若将机器转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图中提供的数据可得，该汽车的能量转化效率为_______． 解析：[5]汽车的能量转化效率为 25% (5)截至2022年，我国汽车的保有量已突破3亿辆，每年共耗油约4.8×1011 kg.汽车内燃机的效率的平均值取30%.若能把内燃机的效率提高2%，则我国每年可节约________kg的燃油，从而减小碳排放，为环保作出贡献． 首页 解析：[6]因为内燃机的效率提高2%，所以此时内燃机的效率为 η2＝η1＋2%＝30%＋2%＝32% 3×1010 本PPT课件由思而优研发制作，仅限思而优配套教学使用。 未经授权，任何人不得以商业目的进行拷贝、转发、转售， 一经发现，我司将追究侵权者的法律责任。 温馨提示 η＝×100%＝×100%＝25% $$