第十八章 能量转化及效率计算-2025年中考物理一轮复习专题讲练课件PPT

这是一份第十八章 能量转化及效率计算-2025年中考物理一轮复习专题讲练课件PPT，共18页。PPT课件主要包含了副题及变式，可再生，32个重物的重力等内容，欢迎下载使用。
重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图甲所示.重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平.某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1 500 kW.某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为3×104 kg的重物从地面提升至30 m的高度处，实现能量储存，如图乙所示.根据相关信息，完成以下问题(g取10 N/kg).
(1)风能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源.
1. (2023陕西23题9分)重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下 重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图甲所示.重力储能可有效 提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平.某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1 500 kW. 某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为3×104 kg的重物从地面提升至30 m的高度处，实现能量储存，如图乙所示.根据相关信息，完成以下问题(g取10 N/kg).
(2)若某电动汽车每行驶1 km的路程需消耗0.2 kW·h的电能，单个风力 发电机组发电1 h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少？
(3)储能系统将2个重物匀速提升至30 m高处的过程中，系统对重物所做的 功是多少？
G＝m总g＝2×3×104 kg×10 N/kg＝6×105 N(1分)
重力储能系统对重物做的功
W1＝Gh＝6×105 N×30 m＝1.8×107 J(1分)
(4) 储能系统将2个重物从30 m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为1.44×107 J，则该过程的发电效率是多少？据某资料介绍，重力储能系统的综合效率(输出电能与输入电能之比)可达 70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信？(已知系统提升重物的效率为90%)
(4)重力储能系统放下重物发电的效率
已知系统提升重物的效率η1＝90%
重力储能系统的综合效率
η＝η1η2＝90%×80%＝72%
由于72%＞70%，所以数据可信
2. (2024陕西23题9分)某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周 期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统.该系统由集热、蓄 热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示.集热板白天接收太阳辐 射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通 过水泵将热水送入用户.集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门 关闭.晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖 需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！”
同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示.不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，水的密度为1.0×103 kg/m3]
(1)同学们查阅资料了解到，在西藏地区选用该系统供热的原因之一是： 藏区海拔高，大气压强 (选填“大”或“小”)，空气密度小，蓄水 箱对流散热慢.
同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为 便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示.不计集热 板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，水的密度为1.0×103 kg/m3]
(2)若这一天光照时长为10 h，集热板的光热转化效率为60%，则集热板中 的水获得的内能是多少？这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供 暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10 ℃.请分析计算该蓄水 箱的容积至少是多少？
解：(2)10 h集热板接收的太阳辐射能量
E＝3×106 J/(h·m2)×10 h×4×104 m2＝1.2×1012 J(1分)
集热板中的水获得的内能
E内＝Eη＝1.2×1012 J×60%＝7.2×1011 J(1分)
由Q＝cmΔt可得，蓄水箱内水的质量
蓄水箱内水的温度最终升高了10 ℃，吸收的热量
Q吸＝E内－E输出＝7.2×1011 J－1.74×1011 J＝5.46×1011 J(1分)
(3假设该县城用户均采用地暖供热.根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40 ℃.若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48 ℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？(计算结果保留一位小数)