沪科版物理九年级上第十三章专题热量及效率的相关计算 PPT课件+教学详案
展开第十三章 内能与热机
专题 热量及效率的相关计算
专题概览 1.物体吸、放热的相关计算 （1）物体吸热的相关计算：或。 （2）物体放热的相关计算：或。 （3）燃料燃烧放热的相关计算：（适用于固体和液体燃料），或（适用于某些气体燃料）。 （4）明确几个温度的含义：升高（降低）是指变化的温度，升高到（降低到）是指物体的末温。 2.热效率的相关计算 （1）热机的效率：。 （2）太阳能利用的效率：。 （3）炉子烧水的效率：。 专题演练 类型一 热量的计算 例1 “可燃冰”是未来洁净的新能源。2017年5月，我国首次可燃冰试采成功。可燃冰具有热值大，能直接点燃等特点，它的热值约为。问完全燃烧的可燃冰能使质量约为多少kg的的水温度升高到？［水的比热容为］ 解：1 m3的可燃冰完全燃烧后放出的热量： ， 水吸收的热量：， 水的质量：。 跟踪练习 1.在质量为的铁锅中放入水，要把这锅水从加热到［铁的比热容为，水的比热容为，煤炭的热值为］，至少需要煤炭（ ） A. B. C. D.无法确定 2.合理分类和利用垃圾可以变废为宝。在一定条件下，垃圾能“榨”出燃料油，若燃料油的热值为，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为_________J，燃烧时燃料油的化学能转化为_________能。 3.羊汤是很多地方的特色美食之一，它的主要制作步骤：在锅中放入水和羊骨、羊肉、羊杂，用大火将水煮至沸腾，然后转用温火持续煮沸。若煮一锅羊汤需加水，羊骨、羊肉、羊杂三者共，设锅中水、羊骨、羊肉、羊杂初始温度都为。羊骨、羊肉、羊杂的平均比热容为，则将一锅羊汤烧开（羊汤的沸点为）需要吸收的热量是多少？［］ 类型二 热平衡的计算 例2 小丽需用温度为的水泡脚，便把的热水与、的水混合，设混合过程没有热量损失，问：需要的热水多少kg？ 解：的水吸收的热量： 热水放出的热量等于冷水吸收的热量： 则需要90 ℃热水的质量： 。 跟踪练习 4.一把质量为的钢刀，加热到，然后在空气中自然冷却，此时室温为。［，不计热量损失］求： （1）这把钢刀在冷却过程中放出多少热量？ （2）若把这些热量给、的水加热，水温可以上升多少度（取整数）？ 类型三 炉子的效率 例3 从秦山核电站1991年12月15日投入运行开始，秦山核电基地一直保持安全稳定运行，目前每分钟的安全发电量相当于少消耗烟煤，减排二氧化碳约、二氧化硫约、氮氧化合物约。秦山核电基地目前共有9台运行机组，年发电量约500亿千瓦时，是目前我国核电机组数量最多、堆型品种最丰富、装机容量最大的核电基地。 （1）的烟煤如果完全燃烧，放出的热量为多少？（烟煤的热值为） （2）假设烟煤在煤炉中完全燃烧，放出的热量部分被水吸收，可以使的水从升高到，求水吸收的热量为多少J？［］ （3）求煤炉加热水的热效率。（结果保留两位有效数字） 解：（1）放出的热量。 （2）水吸收的热量。 （3）煤炉加热水的热效率。 跟踪练习 5.为了减少环境污染，部分农村地区改用液化气烧菜做饭。某钢瓶装有液化气，已知液化气的热值为，水的比热容为。求： （1）这瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是多少？ （2）若（1）中放出的热量有40%被初温为20 ℃的水吸收，在标准大气压下可将多少质量的水烧开？ 类型四 太阳能热水器的效率 例4 某太阳能热水器，水容量为，该热水器在冬季有效日照时段里，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为。若该热水器接收的太阳能约为。若该热水器接收太阳能的有效面积为，每天日照时间按计算，若这些太阳能能使装满水的热水器中的水温从升高到［水的比热容为，水的密度为］。求： （1）热水器中水的质量； （2）一天内热水器中的水吸收的热量； （3）热水器在冬季的效率。 解：（1）该太阳能热水器中水的体积： ， 水的质量：。 （2）一天内热水器中的水吸收的热量： 。 （3）一天内热水器接收太阳能的能量： ， 热水器在冬季的效率： 。 跟踪练习 6.太阳能热水器深受广大用户的青睐，某品牌太阳能热水器，水容量，该热水器在冬季有效日照时段里，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为。若该热水器接收太阳能的有效面积为，每天日照时间，则接收到的太阳能可以使装满水的热水器中的水从加热到。[；]求： （1）一天内热水器中的水吸收的热量； （2）热水器在冬季的效率； （3）如果一天内水吸收的热量由天然气热水器（其效率为）提供，则一天需要消耗多少的天然气？（） 类型五 热机的效率 例5 飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。高空中某飞机获得的水平推力，以的速度沿水平方向匀速航行，需要完全燃烧热值为的航空煤油。求内： （1）飞机的航程； （2）发动机所做的功； （3）航空煤油完全燃烧放出的热量； （4）发动机的热机效率。 解：（1）飞机的航程： （2）发动机所做的功： 。 （3）航空煤油完全燃烧放出的热量： 。 （4）发动机的热机效率： 。 跟踪练习 7.小明家买了一辆以汽油为燃料的小汽车，经查阅资料，小明了解到以下信息：“该车如以的速度匀速行驶时，发动机的牵引力为，百公里油耗为”。（温馨提示：“百公里油耗”是指汽车行驶，需要消耗汽油）已知：，汽油密度，汽油热值。请你运用所学过的知识解答下列问题： （1）汽油质量是多少？ （2）完全燃烧汽油所放出的热量是多少？ （3）该汽车以的速度匀速行驶时，它的发动机效率是多少？ 8.“五一”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以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。已知汽车整车质量为，油箱容积为。（汽油热值，取） （1）这时汽车牵引力做功的功率是多少？ （2）该车加满一箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？
参考答案 跟踪练习 1.C 2. 内 3.解：羊汤的沸点为，水、羊骨、羊肉、羊杂的末温为。 水吸收的热量：； 羊骨、羊肉、羊杂吸收的热量：； 将一锅羊汤烧开需要吸收的热量：。 4.解：（1）钢刀在冷却过程中放出的热量：。 （2）不计热量损失，钢刀放出的热量全部被水吸收，则，根据可得，水升高的温度：。 5.解：（1）10 kg液化气完全燃烧释放的热量：； （2）由题知，，1标准大气压下水的沸点为100 ℃，即水的末温为100 ℃，由得水的质量：。 6.解：（1）热水器中水的体积， 由得，水的质量： ， 则一天内热水器中的水吸收的热量： 。 （2）一天内热水器接收太阳能的能量： ， 则热水器在冬季的效率： 。 （3）由可得，天然气完全燃烧放出的热量为： ， 由得，需要消耗天然气的体积为： 。 7.解：（1）汽油的质量： 。 （2）完全燃烧汽油所放出的热量： 。 （3）设该汽车匀速行驶，则牵引力做的功： ， 该汽车的发动机效率： 。 8.解：（1）汽车的重力： ， 汽车受到的阻力： ， 汽车做匀速直线运动，则， 汽车牵引力做功的功率为： 。 （2）汽油完全燃烧放出的热量为： ， 牵引力做的有用功为： ， 汽车行驶的路程为： 。
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