中考热效率计算专题

热效率计算专题

效率计算主要分为三类：一、功和热量的效率问题

二、热量和电能的效率问题

三、功和电能的效率问题

计算效率的一般步骤：1.首先确定是什么能量转化为其他能量

2.找到题目中的有用能量和总能量

3.带入计算

知道效率计算有用能量或者总能量：1.确定能量转移的方向

2.找到本题中的有用能量和总能量分别是什么能量

3.公式变形求解

效率计算的通用式：η

例一、热量效率计算

(14)34．(2014年市)水壶里装有2kg、20℃的水，用天然气炉具将其加热至沸腾，已知天然气的热值为

，大气压强为1标准大气压，。求：

⑴烧开这壶水，水需要吸收多少热量？

⑵若烧开这壶水消耗的天然气是，则天然气炉具的效率是多少？

答案：⑴⑵40%

1.（14）26．某团队在海拔3000多米高山上野营时，使用铁锅烧水，他们发现把体积为2L的水从10℃加热到85℃时，共消耗了5kg的干木柴，已知水的比热容为4.2×103J/（kg.℃），干木柴的热值为1.2×107J/kg）。求：

（1）干木柴完全燃烧放出的热量。？

（2）水吸收的热量。

（3）铁锅烧水的的效率。

（4）他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时，尽管锅里的水哗哗地沸腾了很长时间。马铃薯还是煮不软，为什么？

答案：解：（1)干木柴完全燃烧放出的热量：Q放=qm= 1.2×107×5=6×107(J)

水的质量：m水=ρ水V水=1.0×103×2×10-3 =2(kg）

水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103×2×(85-10)=6.3×105(J)

(3)铁锅烧水的的效率：η=Q吸/Q放=6.3×105(J)/6×107(J)=1.05%

（4)因为沸点随气压的减小而降低，高山上气压小，所以水沸点降低，铁锅里的水尽管沸腾了，但是温度比较低，马铃薯还是煮不软。

2.（14聊城）26．（6分）煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机．某县在冬季利用地热能为用户取暖．县有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，出水流量为150m3/h．

（1）求每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量．

（2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气？

（ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值为4×107J/m3）

答案：解：（1）已知出水流量为150m3/h，

由ρ=得：水的质量m=ρV=1.0×l03kg/m3×150m3=1.5×l05kg，

水放出的热量Q=cm△t=4.2×l03J/（kg?℃）×1.5×l05kg×（90℃﹣50℃）=2.52×1010J．

（2）由η=得：

天然气需要放出的热量Q放===2.8×1010J，

由Q放=Vq得：天然气的体积V===700m3．

答：（1）每小时流出的地热水温度降低到50℃所放出的热量为2.52×1010J．

（2）利用上述地热能供暖一小时可以节约700m3的天然气．

例二、热量和电能效率

（14）21．市南召县回龙抽水蓄能电站，是我省第一座抽水蓄能电站。在深夜用电低谷，它用电网过剩的电能把山下水库的水抽到山顶水库，白天用电高峰时放水发电，补充电网电能不足，为缓解我省电网的调峰压力做出了贡献。

(1)蓄能电站放水发电时，_______能转化为_______能。

(2)该蓄能电站的发电总功率为110MW，采用220kV高压进行输电，求高压输电线中的电流。

(3)该蓄能电站每天可发电5小时，如果一天的发电量由热电转换效率为30%的热电厂来提供，需要消耗多少煤？(煤的热值q = 3. 0×I07J/kg)

1.（14）23、三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉，它的年平均发电量约为8.5×1010kW.h，相当于一座年消耗5×1010kg标准煤的火力发电站的发电量．

(1)标准煤的热值为2.9×107J／kg，完全燃烧5×l010kg标准煤能放出多少热量；

(2)以三峡水力发电代替同等的火力发电，每年会少排CO2气体1.2×1011kg，这些气体的体积是多少m3(通常情况下CO2气体的密度为2kg／m3)；

(3)根据本题中的数据，计算火力发电的效率．

答案：1.45*1018J 1.2X1011kg6*101021.1%

2.（14）24.（6分）燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m3天然气（假设天然气完全燃烧）．已知水的比热容为4.2×103J/（kg.℃），天然气的热值为8.4×l07J/m

3.求：

（1）水吸收的热量；

（2）天然气完全燃烧放出的热量；

（3）燃气灶烧水时的效率．

答案：

例三、功和热量效率（重点题型）

1.（14）26．（9分）夏天，公园的草坪都要定期使用如图所示的草坪修剪机进行修剪，它底盘刀具的动力靠汽油机提供．修剪机总重为200N，四个轮子与地面的接触面积为20cm2，修剪机正常工作时，刀具每秒钟通过的距离为23m，匀速运动时受到的平均阻力为20N，在一次修剪过程中，所用时间为5000s，耗油0.2kg（q汽油=4.6×107J/kg），求：

（1）使用前修剪机静止时对水平地面的压强；

（2）修剪机克服阻力做功的功率；

（3）汽油机的效率．

解：（1）使用前修剪机静止时对水平地面的压强：

p====1×105Pa；

（2）修剪机匀速行驶的速度：

v===23m/s，

修剪机克服阻力做功的功率：

P=fv=20N×23m/s=460W；

（3）修剪机匀速行驶受到的牵引力等于阻力，即F牵引力=f=20N；

由v=可得，修剪机5000s行驶的路程：

s′=vt′=23m/s×5000s=115000m；

则修剪机5000s做的功：

W=F牵引力s′=20N×115000m=2.3×106J；

0.2kg汽油完全燃烧放出的热量：

Q=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J；

汽油机的效率：

η=×100%=×100%=25%．

答：（1）使用前修剪机静止时对水平地面的压强为1×105Pa；

（2）修剪机克服阻力做功的功率为460W；

（3）汽油机的效率为25%．

2.（14）26、（9分）如图所示为FDP30C型柴油水泵机组（水泵机组动力由柴油机提供），它的优点是

重量轻、体积小、功率大；省时、省油、省心。该水泵机组的效率为40%，正常工作1小时可以将54m3的水抽到20m高处，请计算这个过程中；（g=10N/kg，q柴油=4.3×107J/kg）

（1）水泵机组对水做了多少功？

（2）水泵机组的有用功功率是多少？

（3）水泵机组消耗多少柴油（结果保留两位小数）

答案：

3.（14）33．（8分）（2014?）今年“五一”期间，爸爸开车带着鲁鲁去旅游．汽车（包括车上的人和物品）质量为1.6×103kg，汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶230km，所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍，汽车发动机的效率为25%，汽油的热值是

4.6×107J/kg（假设汽油完全燃烧）．

（1）汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力是多少？

（2）汽车行驶230km牵引力做了多少功？

（3）汽车全程消耗汽油多少千克？

4.（14）24．（8分）如图是根据某小汽车在一段平直的路面上行驶的时间和通过的路程绘制的示意

图．

（1）判断图中小汽车是做匀速直线运动还是变速直线运动；

（2）求图中小汽车全程的平均速度；

（3）若小汽车以20kW的功率行驶10min消耗汽油1kg，已知汽油的热值q=4.6×107J/kg．求小汽车