专训：能量利用效率的综合计算.doc

专训：能量利用效率的综合计算关于炉灶的效率：炉灶的效率与热机的效率求法相同，先分别求有效利用的能量和总能量，再利用效率公式求炉灶的效率。这里注意，一般来说，水吸收的热量为有效利用的能量。 炉灶的效率1【2016德州】天然气灶使用方便、经济环保。如图所示，在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3 kg、温度为20 的水加热至沸腾，大约需要10 min，已知水的比热容为4.2103 J/(kg)，天然气的热值为3.5107 J/m3。求：(第1题图)(1)水吸收的热量；(2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气？2【2015安徽】某家庭用燃气热水器将质量为100 kg、温度为20 的自来水加热到50 ，消耗的天然气体积为1 m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2103 J/(kg)，天然气的热值为3.5107 J/m3。求：(1)1 m3天然气完全燃烧放出的热量；(2)水吸收的热量；(3)该热水器工作的效率。【导学号79002048】 能量利用效率的计算3太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息，求：太阳照射时间/h装水量/kg吸热板面积/m2水升高的温度/水的比热容/J(kg)1太阳辐射功率/J(m2h)1101002.5504.21031.68106(1)水在10 h内吸收的热量。(2)如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气。(天然气的热值为8.4107 J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)(3)该太阳能热水器的能量转化效率。【导学号79002049】4【中考株洲】在火电站内，燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能。(1)蒸汽轮机的作用是将_能转化为机械能。(2)若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为50%、70%和80%，求火电站的效率为多大？ 热机效率的综合计算5【2016呼和浩特】近年来，人们致力于研发以电池为动力的纯电动汽车，期望更加节能环保、安全高效，并取得了长足的进步，对于某成熟品牌的电动汽车，已知其质量恒为m，在水平路面上行进过程中所受阻力恒定(不计空气阻力)。(1)该汽车匀速爬上倾角为30的斜坡时，汽车的动能_，重力势能_，机械能_；(填“增大”“减小”或“不变”)(2)若斜坡长为L，爬坡速度为v1，求汽车爬坡所用时间；(3)如果该汽车以v2的速度在水平路面上行驶，且牵引力的功率为P，行驶t2时间内，消耗的电能为E，求在这个过程中，摩擦阻力的大小及汽车的效率；(4)若汽车在相同的水平路面上以v2/2的速度匀速行驶时间为t3，试求牵引力在t3时间内做的功。【导学号79002050】全章高频考点专训答案专训1解：(1)在一个标准大气压下，水沸腾时的温度t100 ，水吸收的热量Q吸cm(tt0)4.2103 J/(kg)3 kg(100 20 )1.008106 J。(2)由100%得，天然气完全燃烧放出的热量Q放1.68106 J。由Q放Vq得，烧开这壶水需要天然气的体积V4.8102m3。2解：(1)天然气完全燃烧放出的热量Q放Vq1 m33.5107 J/m33.5107 J。(2)水吸收的热量Q吸cm(tt0)4.2103 J/(kg)100 kg(50 20 )1.26107 J。(3)热水器的效率36%。3解：(1)水吸收的热量：Q吸cmt4.2103 J/(kg)100 kg50 2.1107 J。(2)由题意，Q放Q吸2.1107 J，需要天然气的体积：V0.25 m3。(3)10 h太阳能热水器吸收的太阳能：Q总1.68106 J/(m2h)2.5 m210 h4.2107 J，100%100%50%。4解：(1)内；(2)锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为：150%、270%和380%，火电站的效率为：12350%70%80%28%。5解：(1)不变；增大；增大(2)若斜坡长为L，爬坡速度为v1，汽车爬坡所用时间为：t。(3)据匀速直线运动可知，牵引力等于摩擦力，故据PFv可知，fF；此过程中的有用功是：W有Pt2，所以此时汽车的效率是：。(4)此时的牵引力是：Ff，s2v2t3，此时做的功是：WFs2。点拨：(1)该汽车匀速爬上倾角为30的斜坡时，汽车的质量不变，速度不变，故动能不变，同时高度增加，故重力势能增大，故机械能增大。5