热量和热机效率的计算方案.ppt

热量和热机效率的计算 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： η= Q 有 /Q 总 X100% （ 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 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 η 。 ? 解析：（ 1 ） Q 放 =Vq=0.5m3 × 7.0 × 107 J/m3=3.5 × 107 J ? （ 2 ） Q 吸 =Cm △ t=4.2 × 103J/ （ kg? ℃） × 100kg × (70 ℃ -20 ℃ )J=2.1 × 107 J 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 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 ρ ＝ 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 × 103 N ， 则牵引力做的功 W=FS=3.0 × 103N × 5.6 × 103 m=1.68 × 107 J （ 2 ）消耗的燃油质量为： m=ρV= 0.8 × 103kg/m3 × 1.5 × 10 － 3m3=1.2 kg 则 Q 放 =mq=1.2kg × 4 × 107J/kg=4.8 × 107 J η=100%WQ 放 =7 71.6810100%4.810 =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. 【针对练习】 1 ．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 × 107 J ／ kg ） 2 ．一辆重为 5 × 104N 的汽车，在平直公路上 以 72km/h 的速度行驶时，遇到的阻力为车 重的 0.02 倍，每小时需汽油 6kg ，汽油的热 值为 4.6 × 107J/ kg ，求这辆汽车发动机的 效率。