江苏省镇江市2017届中考物理复习3.4热量热机效率计算学案无解答
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3.4 热量、热机、效率计算
【复习目标】
1.理解热效率,会计算物体的吸放热。
2.认识热机的效率,会计算有关热机效率的力热综合题
【复习点】
一、 热量及热效率计算
例1:某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为1m3。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为3.2×107J/m3。求:(1)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。
变式训练1:小亮家有一个容积为2L的水壶,水壶里装有初温为25℃的水,在1标准大气压下小亮用天然气炉具对水进行加热。[已知天然气的热值q=8.4×107J/m3,水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)]求:
(1)1L水的质量为多少kg?
(2)烧开1L水,水需要吸收多少热量?
(3)若天然气炉具的效率是30%,则烧开1L水需要完全燃烧多少m3的天然气?
二、关于太阳能热水器吸热以及效率的计算
例2: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
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·(m2 ·h)-1
10 100 2.5 50 4.2×103 1. 68×106
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能.
求:(1)水在10h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8.4×l07J/m3,天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收)
(3)该太阳能热水器的能量转化效率.
变式训练2:太阳能是人类最基本的能源。某日,
当太阳光照射地面时,1m2地面上在1s内平均
得到的太阳辐射能约为1.0×103J.太阳能热水器就
是直接利用太阳能的装置。小明同学家买一台太阳
能热水器,铭牌如右表所示,小明家每天大约需要
100kg热水,用这种热水器将这些水从25℃加热
到45℃需要多长时间?
学生
方法
归纳
型 号 BJ—2008
水 容 量/L 100
自身质量/kg 40
集热管面积/m2 3
效 率 90%
三、力热综合计算
例3:小洁家假期全家开车去某地旅游,下车时观察里程表确定汽车行驶225km,所用时间是2.5h,消耗汽油20L(假设汽油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内的功率为20kW。(已知ρ汽油=0.8×103kg/m3,q汽油=4.5×107J/kg,g=10N/kg)求:
(1)汽车行驶的平均速度是多少?
(2)汽车行驶过程的牵引力是多大?
(3)汽车行驶过程克服阻力做了多少功?
(4)汽车发动机的效率是多少?
变式训练3:“五一”假期,小明一家驱车外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时,汽车受到的阻力是整车重的0.08倍,效率为40%。已知汽车整车质量为1375kg,油箱容积为50L。(汽油热值q=3.3×107J/L,g=10N/kg)
求: (1)汽车受到的阻力是多少?
(2)这时汽车牵引力做功的功率是多少?
(3)该车加一满箱汽油,按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程?
学生
方法
归纳