第14章 专题1 热量及效率的计算(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（人教版）

九年级物理全一册（人教）课件 专题1 热量及效率的计算 第十四章　内能的利用 例1 某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10 kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图象．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.求： 首页 类型一　加热烧水类计算 (1)6 min内煤炉内的水吸收的热量； 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Δt水＝4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(80 ℃－20 ℃)＝2.52×106 J 答：6 min内煤炉内的水吸收的热量为2.52×106 J； (2)6 min内煤完全燃烧放出的热量； 解：6 min内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：6 min内煤完全燃烧放出的热量为2.4×107 J； 首页 (3)煤炉烧水时的热效率． 答：煤炉烧水时的热效率为10.5%. ①吸热效率的计算公式：η＝ .②Q吸＝cmΔt，Q放＝qm或Q放＝qV. 首页 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 ℃的水温度升高到50 ℃.水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，水的密度为1.0×103 kg/m3.求： 首页 (1)在这5小时内，热水器中的水吸收的热量Q； 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； 首页 (2)热水器5小时内接收到的太阳能E； 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η. 答：热水器的能量转化效率为30%. 首页 例2 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．如图所示是某省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 2 600圈，做功冲程推动活塞一次做功1 500 J，在这段时间内，汽缸内共燃烧0.1 kg的汽油．已知汽油的热值为4.6×107 J/kg，问： 类型二　内燃机功率及效率的计算 首页 (1)消耗完汽油时，内燃机最多可获得的内能是多少？ 解：消耗完汽油时，内燃机最多可获得的内能 Q＝qm＝4.6×107 J/kg×0.1 kg＝4.6×106 J 答：消耗完汽油时，内燃机最多可获得的内能是4.6×106 J； (2)1 min内，内燃机对活塞做功的功率是多少？ 解：由于在1 min内曲轴转动2 600圈，则内燃机对外做功1 300次，对活塞做的功W＝1 500 J×1 300＝1.95×106 J 对活塞做功的功率 答：内燃机对活塞做功的功率是3.25×104 W； 首页 (3)已知内燃机的效率η＝ (式中W为燃料燃烧对活塞做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃料完全燃烧所产生的热量)，则该内燃机正常工作时的效率约为多少？(结果保留至0.1%) 答：该内燃机正常工作时的效率约为42.4%. ①热效率的通用计算公式：η＝ .②W有＝F牵s或W有＝P牵t，Q总＝qm或Q总＝qV. 首页 2.1如图所示是一款无人驾驶汽车的原型图．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．该款车在一段平直的公路上匀速行驶了12 km，汽车的牵引力大小为1 500 N．假设燃油完全燃烧(该车所用燃油的热值q＝4.5×107 J/kg)，汽车发动机的效率高达40%，则在这段运动过程中，求： 首页 (1)牵引力对汽车做的功； 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； 答：燃油完全燃烧释放的热量是4.5×107 J； 首页 (3)消耗的燃油的质量． 答：消耗的燃油的质量是1 kg. 首页 例3 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·℃)] 类型三　综合应用 首页 (1)图________(选填“甲”或“乙”)是沙子吸热升温的图象． 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内，水吸收的热量是________J. 8.4×104 解析：加热2 min内，由图乙可知，水温升高50 ℃，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 首页 (3)沙子的比热容大约是________J/(kg·℃)．(结果保留整数) 913 解析：使用同种热源加热2 min，水和沙子吸收的热量相同，由图甲可知，2 min内沙子温度升高230 ℃，沙子的比热容 首页 (4)若酒精灯的加热效率均为50%，则实验进行到第2 min 时需完全燃烧酒精的质量是________kg. 0.005 6 首页 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，绘制了一辆某型号汽车在恒定功率下行驶时单位时间内的能量流向图，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________的方法改变刹车片的内能. 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法改变刹车片的内能． 热传递 (2)当汽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]当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒”黑烟”，说明汽油燃烧不充分，在消耗相同的汽油时，转化的有用功将会减少，则发动机的效率会降低． 降低 首页 (3)汽油机是汽车的“心脏”，一台四冲程汽油机工作时的曲轴转速是 1 800 r/min，此汽油机每秒完成______个做功冲程，靠飞轮惯性完成______个冲程． 解析：[3][4]一台四冲程汽油机工作时的曲轴转速是1 800 r/min＝30 r/s；曲轴每转两圈对外做功一次，则该汽油机每秒对外做功次数为15次；每秒靠飞轮惯性完成15×4－15＝45个冲程． 15 45 首页 (4)若将发动机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________． 12.5% 首页 (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.汽车内燃机的效率平均值取30%.若能把内燃机的效率提高2%，则我国每年可以节约________kg的燃油，从而减小碳排放，为环保作出贡献． 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% 由η＝ ＝ 可得W有＝ηqm，因为内燃机的效率提高后有用功是相同的，所以每辆汽车的有用功为η1qm1＝η2qm2，则m2＝ m1，汽车每年节约燃油的质量为Δm＝m1－m2＝m1－ m1＝(1－ )m1 ＝(1－ )×4.8×1011 kg＝3×1010 kg 3×1010 首页 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 $$