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1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg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200 kg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2.94×107 J / 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 η=或η=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：η= （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η。 解析：（1）Q放=Vq=0.5m3×7.0×107J/m3=3.5×107 J （2）Q吸=Cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×(70℃-20℃)J=2.1×107 J (3) Q有=Q吸 Q总=Q放 η=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=35% 总结：这类题关键是找出有用的能量大小为牵引力