热机效率计算专题.ppt

3Kg的酒精完全燃烧可放出多少热量 把5kg40 的水烧开 需要完全燃烧多少kg的干木柴 已知干木柴的燃烧值为1 2 107J kg 外界为标准大气压 并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收 2kg的某种燃料完全燃烧放出的热量是9 2x107J 这种燃料的热值为多少 已知干木柴的热值是1 2 107J kg 完全燃烧0 7kg干木柴能放出多少热量 假设这些热量全部被水吸收 能使多少千克水的温度由20 升高到70 低碳生活 是当今社会所倡导的绿色生活方式 利用太阳能将200kg的水从15 加热到85 可以少燃烧多少烟煤 设烟煤完全燃烧烟煤的热值为2 94 107J kg C水 4 2 103J kg 一 效率问题效率问题是初中物理中的一个重点 也是一个难点 主要分为机械效率和热机效率 许多学生在这类问题的计算中常出现问题 主要是找不到有用能量部分和总能量部分 本次课主要以热机效率为主 热机效率常以常见的家用电器 如热水器 交通工具 如汽车 电动车 发电厂 垃圾发电厂等 为背景进行考查 问题分析能力 信息提取能力和公式规律应用能力等 解决效率问题 关键是通过分析题目 找出有用能量和总能量 选择正确的公式计算出有用能量和总能量 最后利用公式 或 计算效率 有用能量 用来对外做有用功的能量总能量 燃料燃烧时所释放的能量目前常见的两种题型 1 热水壶烧水效率问题 2 汽车发动机效率问题总体思路 1 热水壶烧水效率问题 Q有 Cm t 2 汽车发动机效率问题 W有 FS或W有 Pt 总能量 一般为Q总 mq 例题讲解例1 热水器烧水效率问题 天然气灶烧水 燃烧0 5m3的天然气 使100kg的水从20 升高到70 已知水的比热容为c 4 2 103J kg 天然气的热值为q 7 0 107J m3 求 1 0 5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放 2 水吸收的热量Q吸 3 燃气灶的效率 解析 1 Q放 Vq 0 5m3 7 0 107J m3 3 5 107J 2 Q吸 Cm t 4 2 103J kg 100kg 70 20 J 2 1 107J 3 Q有 Q吸Q总 Q放 60 总结 这类题关键是找出有用的能量为水吸收的热量 Q有 Cm t 总能量为燃料完全燃烧放出的热量 Q总 mq或太阳辐射的能量 小星家的太阳能热水器 水箱容积是150L 小星进行了一次观察活动 某天早上 他用温度计测得自来水的温度为20 然后给热水器水箱送满水 中午时 温度传感器 显示水箱中的水温为50 请你求解下列问题 1 水箱中水的质量 水吸收的热量 c水 4 2 103J kg 2 如果水吸收的这些热量 由燃烧煤气来提供 而煤气灶的效率为30 求至少需要燃烧多少kg的煤气 煤气的热值为q 4 2 107J kg 小洋家煮饭 烧水使用的是管道天然气 已知天然气的热值为8 4 107J m3 放出的热量有25 被有效利用 现要将质量为4kg 初温为25 的水加热到100 需要完全燃烧多少立方米的天然气 某饰品加工厂有酒精喷灯加工饰品 张师傅在1分钟内用去酒精500g 被加工的一只质量为1kg的铜饰品温度从20 升高到1020 求 1 铜饰品吸收的热量是多少 2 酒精完全燃烧放出的热量是多少 3 酒精喷灯的效率是多少 已知 c铜 0 39 103J kg 酒精热值为3 0 107J kg 例2 汽车发动机效率问题 有一家大型的特种专用汽车生产基地 该厂某型号专用车在车型测试中 在一段平直的公路上匀速行驶5 6km 受到的阻力是3 0 103N 消耗燃油1 5 10 3m3 假设燃油完全燃烧 若燃油的密度 0 8 103kg m3 热值q 4 107J kg 求 1 专用车牵引力所做的功 2 该专用车的热机效率是多少 解析 1 专用汽车做匀速直线运动 F牵 f 3 0 103N 则牵引力做的功W FS 3 0 103N 5 6 103m 1 68 107J 2 消耗的燃油质量为 m V 0 8 103kg m3 1 5 10 3m3 1 2kg则Q放 mq 1 2kg 4 107J kg 4 8 107J 35 总结 这类题关键是找出有用的能量大小为牵引力做的功 W FS或W Pt 总能量为燃油完全燃烧放出的热量 Q总 mq 一辆重型汽车的发动机输出功率为86000瓦 每小时耗柴油18千克 计算发动机的效率 柴油的燃烧值为4 3 107焦 千克 随着人们生活水平的提高 轿车已逐步进入我国普通百姓家中 已知某国产骄车每行驶100km消耗8L汽油 1L 10 3m3 汽油的密度为0 71 103kg m3 热值为4 6 l07J kg 则 1 10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是 J 2 该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是 kg 3 当该汽车以50kW的功率在平直公路上以72km h的速度匀速行驶时 它所受到的阻力等于 N 例3 其他情景问题 每到夏收季节 农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧 这不仅造成资源浪费 环境污染 而且极易引发火灾等 为解决这一问题 现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料 秆浆煤 若燃烧秆浆煤 使50kg 20 的水温度升高到80 秆浆煤的热值为2 4 107J kg 求 1 水需要吸收的热量 2 如果秆浆煤燃烧释放的热量有30 被水吸收 需要完全燃烧多少千克秆浆煤 解析 1 水吸收的热量 Q吸 Cm t 4 2 103J kg 50kg 80 20 J 1 26 107J 2 依题意有 Q吸 Q放 30 mq 30 则 某太阳能热水器的装水量为100kg 集热管接收太阳能的有效面积为2m2 已知每小时每平方米的接收面积上有效接收太阳能约为2 1 106J 则该热水器每小时水温升高多少 针对练习 B1 用酒精灯给2kg的水加热 当水的温度从20 升高到100 时 共耗去酒精40g 求 1 水吸收的热量 2 酒精完全燃烧放出的热量 3 炉子的效率 已知酒精的热值q 3 0 107J kg C2 一辆重为5 104N的汽车 在平直公路上以72km