第11章 专题训练(十六) 能量转化效率的相关计算 正文-【七彩作业】2024-2025学年九年级物理全一册同步习题课件（教科版）河北专版

九年级全一册 2024 物理 教科版 2 第十一章　物理学与能源技术 专题训练(十六)　 能量转化效率的相关计算 1. 已知在地球表面，夏天晴天时垂直于太阳光的表面接收到的热辐射为 1.2×103 J/(m2·s)。某晒水箱内有水40 kg，晒水箱接收阳光垂直照射的 面积始终是1.5 m2，要使水温上升 30 ℃，晒水箱接收阳光需要1.5 h，求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (1)水吸收的热量。 解：(1)水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×30 ℃＝ 5.04×106 J。 1 2 3 专题训练(十六)　能量转化效率的相关计算 (2)接收的太阳能。 解：(2)接收的太阳能E＝1.2×103 J/(m2·s)×1.5 m2×1.5×3 600 s＝9.72×106 J。 (3)此太阳能热水器的效率（结果保留一位小数）。 解：(3)此太阳能热水器的效率η＝×100％＝×100％≈51.9％。 1 2 3 专题训练(十六)　能量转化效率的相关计算 2. 提倡环保节能是现代社会的主流，有条件的地区使用太阳能进行取暖 或发电正在积极推进中，经查询资料，某地区冬季太阳能集热管每平方 米面积上每天可接收的太阳能为1.68×107 J，煤的热值为3×107 J/kg。 请你帮助完成下列计算，为该地区太阳能建设提供依据。 (1)如果集热管每平方米面积上每天接收的太阳能的90％被水吸收，可 使多少千克的水温度从20 ℃升高到70 ℃？[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)] 解：(1)水吸收的热量Q吸＝1.68×107 J×90％＝1.512×107 J，由Q吸＝ cmΔt可得，水的质量m＝＝＝＝72 kg。 1 2 3 专题训练(十六)　能量转化效率的相关计算 (2)用集热管每平方米面积上每天接收的太阳能替代煤，可节约煤多少 千克？(假设煤完全燃烧) 解：(2)煤完全燃烧放出的热量Q放＝1.68×107 J，根据公式q＝可得， 节约煤的质量m'＝＝＝0.56 kg。 (3)请各写出一条太阳能的优点和缺点。 解：(3)太阳能的优点：清洁环保、节能、取之不尽；缺点：易受天气 的影响(合理即可)。 1 2 3 专题训练(十六)　能量转化效率的相关计算 3. 如图所示的是一款质量为700 kg的太阳能汽车，每个汽车轮胎与地面 的接触面积为25 cm2，时速最高为72 km/h，已知地面上1 m2的面积上 接收太阳光的功率为1.4 kW，太阳能电池的能量转化效率为40％，汽车 行驶过程中的平均阻力为车重的0.02倍，车身铺设的太阳能电池板的面 积为6 m2，g取10 N/kg，求： 1 2 3 专题训练(十六)　能量转化效率的相关计算 解：(1)太阳能汽车静止时对地面的压力等于它自身的重 力，即F＝G＝mg＝700 kg×10 N/kg＝7 000 N，太阳能 汽车与地面的接触总面积S＝4×25 cm2＝100 cm2＝0.01 m2，太阳能汽车对地面的压强p＝＝＝7×105 Pa。 (1)太阳能汽车静止在水平地面上时，它对地面的压强。 1 2 3 专题训练(十六)　能量转化效率的相关计算 (2)太阳能汽车以最高时速匀速行驶时，汽车电动机的效率（结果保留一位小数） 。 解：(2)太阳能转化为电能的效率为40％，所以太阳能汽 车得到的电功率P电＝40％×1.4 kW/m2×6 m2＝3.36 kW，汽车行驶时的阻力f＝0.02G＝0.02×7 000 N＝140 N，汽车以最高速度匀速行驶时，牵引力和阻力是一对平衡力，即F牵＝f＝140 N，速度为v＝72 km/h＝20 m/s，汽车牵引力的功率P＝＝＝F牵v＝140 N×20 m/s＝2 800 W＝2.8 kW，汽车电动机的效率η＝×100％＝×100％≈83.3％。 1 2 3 专题训练(十六)　能量转化效率的相关计算 $$