(貴陽(yáng)專版)2020年秋九年級(jí)物理全冊(cè) 第13章 內(nèi)能與熱機(jī) 第4節(jié) 熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù) 熱量和熱機(jī)效率計(jì)算問(wèn)題講解 (新版)滬科版

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1、熱量和熱機(jī)效率計(jì)算問(wèn)題講解例1(熱水器燒水效率問(wèn)題)天然氣灶燒水,燃燒0.5m3的天然氣,使100kg的水從20升高到70。已知水的比熱容為c=4 .2103J/(kg),天然氣的熱值為q=7.0107J/m3。求:(1)0.5m3天然氣完全燃燒放出的熱量Q放;(2)水吸收的熱量Q吸;(3)燃?xì)庠畹男?。解析:?)Q放=Vq=0.57.0107 J=3.5107 J(2)Q吸=Cmt=4.2103100(70-20)J=2.1107 J(3) Q有=Q吸 Q總=Q放=60%總結(jié):這類題關(guān)鍵是找出有用的能量為水吸收的熱量:Q有=Cmt,總能量為燃料完全燃燒放出的熱量:Q總=mq或太陽(yáng)輻射的能量

2、例2(汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)效率問(wèn)題)安五岳專用汽車(chē)有限公司是一家大型的特種專用汽車(chē)生產(chǎn)基地。該廠某型號(hào)專用車(chē)在車(chē)型測(cè)試中,在一段平直的公路上勻速行駛5.6km,受到的阻力是3.0103N,消耗燃油1.5103m3(假設(shè)燃油完全燃燒)。若燃油的密度0.8103kg/m3,熱值q4107J/kg,求:(1)專用車(chē)牽引力所做的功?(2)該專用車(chē)的熱機(jī)效率是多少?解析:(1)專用汽車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng),F(xiàn)牽=f=3.0103 N,則牽引力做的功W=FS=3.01035.6103 J=1.68107 J(2)消耗的燃油質(zhì)量為:m=V= 0.81031.5103kg=1.2 kg則Q放=mq=1.24107J=4.81

3、07 J=35%總結(jié):這類題關(guān)鍵是找出有用的能量為牽引力做的功:W=FS或W=Pt,總能量為燃油完全燃燒放出的熱量:Q總=mq例3(發(fā)電廠效率問(wèn)題)三峽水電站是世界上最大的水力發(fā)電站,每分鐘發(fā)電量預(yù)計(jì)為8.71010 J(1) 三峽水電站的發(fā)電量,相當(dāng)于消耗多少千克煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量?(煤的熱值為2.9107Jkg)(2)如果發(fā)電機(jī)輸出的功率是0.091010 W,那么發(fā)電機(jī)的工作效率大概是多少?解析:(1)消耗煤的質(zhì)量為:= kg=3kg(2)三峽水電站的發(fā)電功率為總功率:由題意輸出功率為有用功率=0.091010 W,則發(fā)電機(jī)的工作效率為:= 總結(jié):發(fā)電廠這類題,發(fā)裝置輸出的電能(電功率

4、)為有用能量,而水具有的勢(shì)能、風(fēng)具有的風(fēng)能、燃燒煤放出的能量(化學(xué)能),核裂變放出的核能、輻射的太陽(yáng)能等為總能量(總功率)例4(其他情景問(wèn)題)每到夏收季節(jié),高淳農(nóng)村大量農(nóng)作物秸稈在田間被隨意焚燒,如圖這不僅造成資源浪費(fèi)、環(huán)境污染,而且極易引發(fā)火災(zāi)等。為解決這一問(wèn)題,現(xiàn)已研制出利用秸稈生產(chǎn)的節(jié)能環(huán)保型燃料稈漿煤。若燃燒稈漿煤,使50kg、20的水溫度升高到80。(熱值為2.4107J/kg)求:(1)水需要吸收的熱量。(2)如果稈漿煤燃燒釋放的熱量有30%被水吸收,需要完全燃燒多少千克稈漿煤。解析:(1)水吸收的熱量:Q吸=Cmt=4.210350 (80-20)J=1.26107 J(2)設(shè)完

5、全燃燒稈漿煤放出的熱量為,由題意有,且有則(二)熱機(jī)力學(xué)綜合題型分析基本思路:設(shè)做功平均壓強(qiáng)為排 P,活塞行程為L(zhǎng),面積為S,轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)/min,燃料熱值為q,則(1)活塞作用力為:F=PS (2)做一次功為:W=FL=PSL (3)做一次功所需要的時(shí)間:(4)活塞做功的功率為: (5)一分鐘內(nèi)做功的次數(shù)為: 活塞一分鐘做功為: (6)總能量為汽油或柴油燃燒放出的熱量:Q=mq(7)熱機(jī)效率:=例題:一臺(tái)汽油機(jī),活塞面積是50cm2,活塞行程是25cm,做功沖程燃?xì)猱a(chǎn)生的平均壓強(qiáng)為9.84105Pa,若飛輪的轉(zhuǎn)速是600轉(zhuǎn)/分鐘,效率為30 ,求汽油機(jī)在1小時(shí)內(nèi)要消耗多少在汽油?(汽油的燃燒值為4.6107J/kg)解析:活塞產(chǎn)生的平均作用力為:F=PS=9.841055010-4 N=4920 N活塞做一次功為:W=FL=49202510-2 J=1230 J飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)2轉(zhuǎn)做一次功,飛輪轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分鐘,在一分鐘內(nèi)飛輪做功300次,則飛輪一小時(shí)內(nèi)做的功為:=123030060 J=2.214107 J設(shè)完全燃燒汽油放出的熱量為,有,則得

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