第十四章　内能的利用 微专题(一) 能量利用效率的综合计算 课件 --2024-2025学年物理人教版九年级全一册　

微专题(一)　能量利用效率的综合计算　　　　　 第1题 返回目录 第1题 返回目录 返回目录 第2题 4 返回目录 第2题 5 返回目录 第2题 6 第3题 返回目录 第3题 返回目录 第3题 返回目录 第4题 返回目录 第4题 返回目录 第4题 返回目录 第4题 返回目录 第4题 返回目录 1．(2023·呼和浩特二模)某太阳能热水器装有100 kg、20 ℃的冷水，经过一天，水温升高到60 ℃，若用效率为20%的燃气灶对这些水加热，达到同样的效果需要2 kg的燃气．求： （1）水吸收的热量． 解：（1）水吸收的热量 Q吸＝cm水Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(60 ℃－20 ℃) ＝1.68×107 J. （2）燃气的热值．[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)] （2）由η＝ eq \f(Q吸,Q放)＝20%得燃气完全燃烧放出的热量 Q放＝ eq \f(Q吸,20%)＝ eq \f(1.68×107 J,20%)＝8.4×107 J； 由Q放＝m燃气q得燃气的热值 q＝ eq \f(Q放,m燃气)＝ eq \f(8.4×107 J,2 kg)＝4.2×107 J/kg. 2．某太阳能热水器接收太阳能的有效面积为3 m2，假设某天有效光照时间为6 h，每平方米地面接收的太阳平均辐射功率为2.4×106 J/h，将热水器内初温为15 ℃的水温度升高到70 ℃，太阳能热水器的工作效率为50%，求： （1）太阳能热水器一天接收的太阳能为多少？ 解：（1）该热水器一天中接收的太阳能 E＝3×2.4×106 J/h×6 h＝4.32×107 J. （2）热水器内的水吸收的热量为多少？ （2）热水器内的水吸收的热量 Q吸＝ηE＝50%×4.32×107 J＝2.16×107 J. （3）若家用燃气热水器的工作效率为60%，把相同质量的水从15 ℃加热到70 ℃，需要多少千克液化石油气？(液化石油气的热值为4×107 J/kg) （3）由η＝ eq \f(Q吸,Q放)可得，Q放＝ eq \f(Q吸,η′)＝ eq \f(2.16×107 J,60%)＝3.6×107 J， 由Q放＝mq可得，液化石油气的质量 m＝ eq \f(Q放,q)＝ eq \f(3.6×107 J,4×107 J/kg)＝0.9 kg. 3.随着国民经济的发展，汽车已走进普通家庭．一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100 km，消耗汽油7 kg，若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107 J/kg，求： （1）这些汽油完全燃烧放出的热量． 解：（1）7 kg汽油完全燃烧放出的热量 Q放＝mq＝7 kg×4.6×107 J/kg＝3.22×108 J. （2）小轿车获得的机械能． （2）由题知，用来驱动汽车做的有用功 W有＝Q放×30%＝3.22×108 J×30%＝9.66×107 J， 即小轿车获得的机械能为9.66×107 J. （3）由W有＝Fs得轿车牵引力 F＝ eq \f(W有,s)＝ eq \f(9.66×107 J,100×103 m)＝966 N， 又因为轿车匀速行驶，所以轿车受到的阻力f＝F＝966 N. （3）这辆轿车受到的阻力． 4．如表是某品牌小轿车的一些技术参数．其中排气量是指发动机汽缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大．空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比．汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107 J．当该发动机以最大功率工作时，汽缸内汽油和空气的混合密度为1.5 kg/m3，1 min内高温高压的燃气推动活塞做功2500次．请你计算发动机在最大功率工作时： 车型 某品牌小轿车 排气量 1.8 L 最大功率 75 kW 空燃比 14∶1 汽油的热值 4.6×107 J/kg （1）1 min内做的有用功． 解：（1）1 min内做的有用功 W＝Pt＝7.5×104 W×60 s＝4.5×106 J. （2）做一次功消耗燃气的质量 m＝ρV＝1.5 kg/m3×1.8×10－3 m3＝2.7×10－3 kg， 因为空燃比是14∶1，所以汽油的质量是整个质量的 eq \f(1,15)， 做一次功消耗的汽油质量：2.7×10－3 kg× eq \f(1,15)＝1.8×10－4 kg. （2）做功一次消耗汽油的质量． （3）1 min内2500次做功消耗的汽油质量 m＝1.8×10－4 kg×2500＝0.45 kg， 1 min内汽油燃烧释放的热量 Q＝mq＝0.45 kg×4.6×107 J/kg＝2.07×107 J， 发动机的效率η＝ eq \f(W,Q)×100%＝ eq \f(4.5×106 J,2.07×107 J)×100%≈21.7%. （3）发动机的效率． $$