热机效率计算专题.ppt

3Kg的酒精完全燃烧可放出多少热的酒精完全燃烧可放出多少热量？量？把把5kg405kg40的的水水烧烧开开，需需要要完完全全燃燃烧烧多多少少kgkg的的干干木木柴柴？（已已知知干干木木柴柴的的燃燃烧烧值值为为1.21.210107 7J/kgJ/kg，外外界界为为标标准准大大气气压压，并并且且燃燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）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？这种燃料的热值为多少？已知干木柴的热值是1.2107 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2.94107 J/kg,C水=4.2103J/(kg)一、效率问题一、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，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，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，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。为主。为主。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、热机效率常以常见的家用电器（如热水器）、交通工具（如汽车、热机效率常以常见的家用电器（如热水器）、交通工具（如汽车、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：问题分析能电动车）、发电厂（垃圾发电厂等）为背景进行考查：问题分析能电动车）、发电厂（垃圾发电厂等）为背景进行考查：问题分析能电动车）、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，。通过分析题目，找出有用能量和总能量，。通过分析题目，找出有用能量和总能量，。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，最后利用公式选择正确的公式计算出有用能量和总能量，最后利用公式选择正确的公式计算出有用能量和总能量，最后利用公式选择正确的公式计算出有用能量和总能量，最后利用公式 =或或或或=计算效率。计算效率。计算效率。计算效率。有用能量：用来对外做有用功的能量有用能量：用来对外做有用功的能量有用能量：用来对外做有用功的能量有用能量：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总能量：燃料燃烧时所释放的能量总能量：燃料燃烧时所释放的能量总能量：燃料燃烧时所释放的能量 目前常见的两种题型：（目前常见的两种题型：（目前常见的两种题型：（目前常见的两种题型：（1 1 1 1）热水壶烧水效率问题）热水壶烧水效率问题）热水壶烧水效率问题）热水壶烧水效率问题 （2 2 2 2）汽车发动机效率问题）汽车发动机效率问题）汽车发动机效率问题）汽车发动机效率问题 总体思路：总体思路：总体思路：总体思路：=（1 1 1 1）热水壶烧水效率问题：）热水壶烧水效率问题：）热水壶烧水效率问题：）热水壶烧水效率问题：Q Q Q Q有有有有=Cmt=Cmt=Cmt=Cmt；（2 2 2 2）汽车发动机效率问题：）汽车发动机效率问题：）汽车发动机效率问题：）汽车发动机效率问题：W W W W有有有有=FS=FS=FS=FS或或或或W W W W有有有有=Pt=Pt=Pt=Pt；总能量：一般为总能量：一般为总能量：一般为总能量：一般为Q Q Q Q总总总总=mq.=mq.=mq.=mq.例题讲解例题讲解例例1（热水器烧水效率问题）（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=4.2103J/（kg），天然气的热值为q=7.0107J/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：解析：解析：解析：（1 1）QQ放放=Vq=0.5m37.0107J/m3=3.5107 J=Vq=0.5m37.0107J/m3=3.5107 J （2 2）QQ吸吸=Cm=Cm t=4.2103J/t=4.2103J/（kgkg）100kg(70100kg(70-2020)J=2.1107 J)J=2.1107 J (3)Q (3)Q有有=Q=Q吸吸 QQ总总=Q=Q放放 =60%=60%总结：这类题关键是找出有用的能量为水吸收的热量：总结：这类题关键是找出有用的能量为水吸收的热量：Q有有=Cm t，总能量为燃料完全燃烧放出的热量：总能量为燃料完全燃烧放出的热量：Q总总=mq或太阳辐射的能量或太阳辐射的能量小星家的太阳能热水器，水箱容积是小星家的太阳能热水器，水箱容积是150L小星进行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的温度为20，然后给热水器水箱送满水，中午时，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器温度传感器”显示水箱中的水温为显示水箱中的水温为50请你求解下请你求解下列问题：列问题：（1）水箱中水的质量；水吸收的热量）水箱中水的质量；水吸收的热量【c水水=4.2103J(kg)】（2）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为煤气灶的效率为30，求至少需要燃烧多少，求至少需要燃烧多少kg的煤气的煤气（煤气的热值为（煤气的热值为q=4.2107Jkg）小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为天然气的热值为8.4107Jm3，放出的热量，放出的热量有有25被有效利用，现要将质量为被有效利用，现要将质量为4kg，初温，初温为为25的水加热到的水加热到100，需要完全燃烧多少，需要完全燃烧多少立方米的天然气？立方米的天然气？某饰品加工厂有酒精喷灯加工饰品，张师傅在某饰品加工厂有酒精喷灯加工饰品，张师傅在1分钟内分钟内用去酒精用去酒精500g，被加工的一只质量为，被加工的一只质量为1kg的铜饰品的铜饰品温度从温度从20升高到升高到1020，求：，求：（1）铜饰品吸收的热量是多少？）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？）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？）酒精喷灯的效率是多少？已知：已知：c铜铜=0.39103J/(kg),酒精热值为酒精热值为3.0107J/kg，例例例例2 2（汽车发动机效率问题）（汽车发动机效率问题）（汽车发动机效率问题）（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专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶驶5.6km5.6km，受到的阻力是，受到的阻力是3.0103N3.0103N，消耗燃油，消耗燃油1.5101.5103m33m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度度 0.8103kg/m30.8103kg/m3，热值，热值q q4107J/kg4107J/kg，求：，求：（1 1）专用车牵引力所做的功？（）专用车牵引力所做的功？（2 2）该专用车的热）该专用车的热机效率是多少？机效率是多少？解析：（解析：（1）专用汽车做匀速直线运动，）专用汽车做匀速直线运动，F牵牵=f=3.0103N，则牵引力做的功则牵引力做的功W=FS=3.0103N5.6103m=1.68107J（2）消耗的燃油质量为：）消耗的燃油质量为：m=V=0.8103kg/m31.5103m3=1.2kg则则Q放放=mq=1.2kg4107J/kg=4.8107J=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：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或或W=Pt，总能量为燃油完全燃烧放出的热量：总能量为燃油完全燃烧放出的热量：Q总总=mq.一辆重型汽车的发动机输出功率为一辆重型汽车的发动机输出功率为86000瓦瓦,每每小时耗柴油小时耗柴油18千克千克,计算发动机的效率计算发动机的效率.（柴油（柴油的燃烧值为的燃烧值为4.3107焦千克）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百姓家中.已知某国产骄车每行驶已知某国产骄车每行驶100km消耗消耗8L汽油汽油(1L10-3m3)，汽油的密度为，汽油的密度为0.71103kg/m3、热值为、热值为4.6l07Jkg则则(1)10kg汽油完全燃烧时所产生的汽油完全燃烧时所产生的热量是热量是_J(2)该汽车行驶该汽车行驶100km消耗的汽消耗的汽油的质量是油的质量是_kg(3)当该汽车以当该汽车以50kW的功的功率在平直公路上以率在平直公路上以72kmh的速度匀速行驶时，它所的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于受到的阻力等于_N例例例例3 3（其他情景问题）（其他情景问题）（其他情景问题）（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生产的节能环保型燃料秆浆煤。若燃烧秆浆秆浆煤。若燃烧秆浆煤，使煤，使50kg50kg、2020的水温度升高到的水温度升高到8080。（秆浆煤。（秆浆煤的热值为的热值为2.4107J/kg2.4107J/kg）求：（求：（1 1）水需要吸收的热量？）水需要吸收的热量？（2 2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%30%被水吸收，被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤？需要完全燃烧多少千克秆浆煤？解析：解析：（1）水吸收的热量：Q吸=Cmt=4.2103J/（kg）50kg（80-20）J=1.26107 J （2）依题意有，Q吸=Q放30%=mq30%则某太阳能热水器的装水量为某太阳能热水器的装水量为100kg，集热管接收太阳，集热管接收太阳能的有效面积为能的有效面积为2m2，已知每小时每平方米的接收面，已知每小时每平方米的接收面积上有效接收太阳能约为积上有效接收太阳能约为2.1106J，则该热水器每小，则该热水器每小时水温升高多少？时水温升高多少？【针对练习针对练习】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=30107Jkg）C2一辆重为5104N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4.6107J/kg，求这辆汽车发动机的效率。完全燃烧140 g焦炭(焦炭的热值为30107Jkg)能放出多少热量?若这些热量的30被水吸收，则能使30kg 20的水温升高到多少?