能量传递计算
生态系统中能量传递的相关计算
在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物在营养级
上的差别，能量传递效率为10%?20%，解题时注意题目中是否有“最多”、“最
少”、“至少”等特殊的字眼，从而确定使用10%或20%来解题。
(1) 设食物链A T B T C T D，分情况讨论如下：
①已知D营养级的能量为M,则至少需要A营养级的能量=Mk (20%)3;最多需要A营养级的能量
=Mk(10%)3。
②已知A营养级的能量为N，贝U D营养级获得的最多能量= N X (20%)3;最少能量=N X
(10%)3。
(2) 在食物网中分析：
如在A T B T C T D中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，还应遵循以下原
则：
①食物链越短，最高营养级获得的能量越多。
②生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少，如已知D营养级的能量
为M，计算至少需要A营养级的能量，应取最短食物链A T D，并以20%的效率进
行传递，即等于M k 20% ;计算最多需要A营养级的能量时，应取最长的食物链A T B T C T D，并以10%的效率进行传递，即等于M k (10%)3。
(3) 在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量，则按照单独的
食物链进行计算后再合并。
1. 如图为某生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项中正确
的是()
A ?①表示流经该生态系统内部的总能量
B ?一般情况下，次级消费者增加 1 kg，生产者至少增加100 kg
C ?生物与生物之间的捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性
D .从能量关系看②》③+④
2. 如图为一个食物网。若要使丙体重增加x,已知其食用的动物性食物
(乙)所占比例为a,则至少需要的生产者(甲)的量为y，那么x与y
的关系可表示为()
A . y = 90ax+ 10x
B . y= 25ax + 5x
C . y= 20ax+ 5x
D . y = 10ax+ 10x
C C
1、下图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为X109kJ , B生物种群总能量为
X108,从理论上计算，A贮存的总能量最少为( )
A. X10 8 kJ
B. X10 7 kJ
C. X107 kJ D . X107 kJ
2、在一个高产的人工鱼塘中同时存在着生产者、初级消费者、次级消费者和分解者。其中
生产者固定的全部能量为 a ,流入初级消费者、次级消费者和分解者的能量依次为b、c、d ,下列表述正确的是
A . a = b + c + d
B . a = b + c
C . a > b + c + d
D . a < b + c + d
3、假设下列食物网中，若人的体重增加1公斤，最少消耗水藻公斤，最多消耗水藻公斤。
4、如果一个人的食物中有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊。那么该人增加1kg体重，至少消耗植物几kg
5、下图为地震损毁的某自然保护区人为干预下恢复过程的能量流动图，计算可知，肉食性
动物需补偿输入的能量值为5，为什么怎么计算？
能量在第二营养级到第三营养级之间的传递效率为1
%，为什么怎么计算
3. 6月8日是世界海洋日。海洋是生物圈的重要组成部分，与人类的生存和发展息息相关。
(1)_________________________________________________________________________ 根据图甲分析，要获得最大持续捕捞量，捕捞后大黄鱼种群数量应处于 _____________________ 点
(用图中的字母作答)。用标志重捕法调查大黄鱼种群密度时，若标记个体更易于被捕，则
种群密度的估计值___________ (填“偏高” “偏低”或“不变”)。
(2)___________________________________________________________ 海洋藻类生活在不同的水层，决定这样分布的主要因素是___________________________________ 。新建码头的桩柱
表面很快被细菌附着，随后依次出现硅藻、藤壶、牡蛎等，该过程称为 ____________ 演替。
(3)图乙表示某海域能量流动简图，A、B、C、D表示生态系统的组成成分。流人该生态
系统的总能量为________ J/(m2a),按图中能量传递效率，若顶级动物获得1J能量，则生产者需具有____________ J能量(求整数)。
将动物和植物食物的比例由1:1调整为1:4，地球可供养的人口数量是原来的多少倍
B D25KG。最多100000 KG.4、40kg
5、+++ (2++4+9-14 ) =5
16=%
3、( 1) b; 偏低(2)光照；6
初生(3)x 1028
微波：波速、相速、群速和能量传输速度的区别与联系
波速、相速、群速、能量传输速度 1、定义 波速（wave celerity）：单位时间内波形传播的距离，以波长与波周 期之比表示.V=入/T. 相速(phase velocity)：相速度,单一频率的正弦电磁波波的等相面 （例如波峰面或波谷面）在介质中传播的速度v=c/n，c为自由空间 中的光速，n为介质对该频率电磁波的折射指数。 在理想介质中，电磁波的相速仅与介质参数有关. 群速(group velocity)：（1）、波列作为整体的传播速度（2）波群传播的速度。波的群速度，简称群速，是指波的包络传播的速度。实 际上就是波实际前进的速度。群速是一个代表能量的传播速度。 概念引入原因： 实用系统的信号总是由许多频率分量组成，在色散介质中，各单色 分量将以不同的相速传播，因此要确定信号在色散介质中的传播速 度就发生困难，为此引入群速的概念，它描述信号的能量传播速度。能量传播速度：群速是波群的能量传播速度. 2、相互关系 （1）相关概念 非色散介质：无线电波在介质中传播时，介电常数ε与频率无关， 波的传播速度也与频率无关的介质； 色散介质：与此相反，如果介电常数ε或传播速度v与频率有关的 介质. 正常色散：一切无色透明介质在可见光区域均表现为正常色散。特点：波长变大时，由v=λf,频率不变，则V增大。而n=c/v，则折 射率值n变小，角色散率D变小。
反常色散：在某些波段会出现，波长变大时折射率值增大的现象， 这称为反常色散。反常色散同样是物质的普遍性质。反常色散与选 择吸收密切相关，即在发生物质的选择吸收波段附近出现反常色散。 角色散率：由夫琅和费衍射理论知，产生衍射亮条纹的条件（光栅 方程）：dsinθ=kλ（k＝ 1， 2，…， n）光栅方程对λ微分，就 可得到光栅的角色散率：ψ=Δθ/Δλ=k/dcos. 角色散率是光栅、棱镜等分光元件的重要参数，随着k的增大，色 散率也就越大。它表示单位波长间隔内两单色谱线之间的角间距， 当光栅常数d愈小时，角色散愈大；光谱的级次愈高，角色散也愈大。且当光栅衍射时，如果衍射角不大，则cosθ接近不变，光谱 的角色散几乎与波长无关，即光谱随波长的分布比较均匀，这和棱 镜的不均匀色散有明显的不同。 （2）他们之间的相互关系 波速与相速：（1）、由波动方程所确定的光波速度v=c/n，反映了 光波波面相位的传播速度。 （2）、相速度只代表相位变化的快慢，并不代表电磁波能量的真正 传播速度。 （3）、电磁波的波速（3*10^8）是固定不变的.电磁波的相速 （c/n,n可以小于1）于介质n有关，可以超过光速，也可以为负值. 波速与群速：群速则总小于自由空间的光速c。由于色散的存在， 同一光信号所包含的不同光谱成分在色散介质中不能同步传播,其合 振动是一个复色平面波,随着该平面波以一相速度向前传播，调制波 也以一速度速度向前优越传播，该速度反映了光波能量度的传播速度，故称之为光波在色散介质中的群速度。 相速与群速：群速和相速只是在频散煤质中才有差别.群速度可以理 解为多个频率的光相互影响和形成的一个周期性的复杂震动。其相 速度是这个周期中某一个震动形式相同的位置的传播速度，群速度 就是整个这个周期传播的速度。在无色散介质中，群速等于相速度，其群速度跟相速度同方向同大小；在色散介质中，群速度不等于相
能量传递计算
生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。下面就相关问题解法分析如下： 一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物所能获得能量（或生物量）的最大值。 例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（） A. 24kJ B. 192kJ D. 960kJ 解析：据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值为：24000×20%×20%×20%=192kJ。 答案：D 规律：已知较低营养级的能量（或生物量），不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量（或生物量）的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量（或生物量）×(20%)n（n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 2.已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最小值。 例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（） A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg
解析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1÷(20%)4=625 kg。 答案：C 规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量（或生物量）时，若需计算较低营养级应具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）时，按能量传递效率的最大值20%进行计算，即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量（或生物量）×5n（n为食物链中，由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量（或生物量）。 例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO2，若能量传递效率为10%～15%时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖（） B. 解析：结合光合作用的相关知识可知：生产者固定的能量相当于240÷6＝40mol 葡萄糖；生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算，次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%＝葡萄糖。 答案：C 规律：已知能量传递效率及其传递途径时，可在确定能量传递效率和传递途径的基础上，按照相应的能量传递效率和传递途径计算。 二、食物网中能量流动的计算 1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。 例4.右图食物网中，在能量传递效率为10%～20%时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能量相等。则人的体重每增加1 kg，至少需要消耗水藻 kg。 解析：由题意知：人从大鱼和小鱼处获得的能量是相等的，小鱼从虾和水藻处获得的能量是相等的，而且，题中“至少”需要多少，应按能量传递的最大效率计算。计算方法如下：
九年级上第二章 能量转化及计算基础练习
能量转化及计算 一．选择题（共19小题） 1．下列关于能量转化的说法，正确的是（） A．图中，风力发电将空气的动能转化为电能 B．图中，拉开的弹弓将石子弹出的过程，弹性势能增大 C．图中，“神舟五号”载人飞船成功返航，返回舱在减速着陆过程中机械能守恒 D．图中，水平路面上疾驰的汽车，将重力势能转化为动能 2．如图所示的情景中，关于能量的说法正确的是（） A．水力发电，将电能转化为机械能 B．在空中飞行的C919，只具有重力势能 C．张弓待发，弓静止，所以没有能量
D．过山车冲上高处的过程中，重力势能增加 3．下列事例中，关于能量转化说法正确的是（） A．手机充电过程是化学能转化为电能 B．发电机发电过程是电能转化为机械能 C．搓手取暖过程是机械能转化为内能 D．汽车的发动机工作过程是机械能转化为电能 4．下列关于热和能的说法正确的是（） A．燃料燃烧过程中，内能转化为化学能 B．热机做功过程中，内能转化为机械能 C．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多 D．热机的效率越高，做功越快 5．下列实例与能量转化相对应的是（） A．热机：机械能转化为内能 B．发电机：电能转化为机械能 C．电动机：电能转化为机械能 D．燃料燃烧：内能转化为化学能 6．如图所示是我国自主研发的油电混合动力轿车在水平平直公路上高速行驶情形，下列说法正确的是（） A．轿车以汽油模式行驶是将汽油化学能直接转换为机械能 B．轿车上表面空气流速大压强小 C．轿车对地面的压力等于重力 D．轿车行驶过快惯性增大，容易造成危险 7．下列能量转化的描述正确的是（） A．手机电池充电：化学能→电能 B．发电机工作：电能→机械能
能量传递计算
生态系统中能量流动的计算方法 湖北省恩施州清江外国语学校彭邦凤 生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。下面就相关问题解法分析如下： 一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物所能获得能量（或生物量）的最大值。 例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（） A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ 解析：据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值为：24000×20%×20%×20%=192kJ。 答案：D 规律：已知较低营养级的能量（或生物量），不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量（或生物量）的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量（或生物量）×(20%)n（n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 2.已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最小值。 例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（）
A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg 解析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1÷(20%)4=625 kg。 答案：C 规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量（或生物量）时，若需计算较低营养级应具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）时，按能量传递效率的最大值20%进行计算，即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量（或生物量）×5n（n为食物链中，由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量（或生物量）。 例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO2，若能量传递效率为10%～15%时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖？（） A.0.04 B. 0.4 C.0.9 D.0.09 解析：结合光合作用的相关知识可知：生产者固定的能量相当于240÷6＝40mol葡萄糖；生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算，次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%＝0.9mol葡萄糖。 答案：C 规律：已知能量传递效率及其传递途径时，可在确定能量传递效率和传递途径的基础上，按照相应的能量传递效率和传递途径计算。 二、食物网中能量流动的计算 1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。
能量转化效率专题
能量转化效率专题 一、能量转化效率计算（公式：能量转化效率=有效利用的能量÷总能量） 1、炉子的效率： 例题：用天然气灶烧水，燃烧0.5m 3 的天然气，使100kg 的水从20℃升高到70℃.已知水的比 热容c=4.2×103J/（kg ·℃）,天然气的热值q=7.0×107J/m 3 。求： (1)0.5m 3 天然气完全燃烧放出的热量Q 放。 （2）水吸收的热量Q 吸。 （3）燃气灶的效率η。 2、太阳能热水器的效率： 例题：某太阳能热水器的水箱接受太阳热辐射2.4×107 J,如果这些热量使水箱内50L 温度30℃的水，温度上升到57℃，求太阳能热水器的效率。 3、汽车的效率： 例题：泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在 车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km ，受到的阻力是3.0×103 N ，消耗燃油1.5×10－3m 3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m 3，热值q ＝4×107 J/kg ，求： （1）专用车牵引力所做的功。 （2）已知热机效率η＝W Q （式中W 为热机在某段时间内对外所做的功，Q 为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？ 4、电热水器的效率： 例题：标有“220V,1000W ”的电水壶内装有2kg 的水，正常工作10min ，使水温升高了50℃，求：（1）水吸收的热量是多少J ？ （2）电水壶消耗了多少J 的电能？ （3）此电水壶的效率是多少？
5、电动机车的效率： 电动自行车以其轻便、经济、环保倍受消费者青 睐。某型号电动自行车的主要技术参数如表所示。在某平直路段上，电动自行车以额定功率匀速行驶时，受到的平均阻力为40N 。若自行车以7m/s 的速度行驶了1min 则， ①此时自行车克服阻力做了多少功？ ②消耗了多少J 的电能？ ③电动自行车的效率多大？ 巩固练习： 1、天然气在我市广泛使用，已知天然气的热值为4×107 J ／m 3 。，完全燃烧0.05m 3 天然气可以放出多少J 的热量，这些热量若只有42％被水吸收，则可以使常温下5kg 的水温度上升多少℃。 [水的比热容为4.2×103 J/(kg ·℃)] 2、小红家里原来用液化石油气烧水，每天用60℃的热水100kg 。她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。 （1）若用这台热水器每天可将100kg 的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？ （2）若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg ？（液化石油气的热值是8.0×107 J/kg ） （3）请你说出太阳能热水器的优点。（至少说出一条） 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：其中太阳辐射功率是指1h 内投射到1m 2 面积上的太阳能 求：（1）水在10h 内吸收的热量； （2）太阳能热水器的能量转化效率。 4、如图所示为小艳家新买的一辆小汽车．周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在1h 的时间内，在水平路面上匀速行驶了72km ，消耗汽油6kg ．若已知该汽车发动机的功率（即 牵引力的功率）为23kW ，汽油的热值为4.6×107 J/kg ，g=10N/kg ．则 （1）该汽车克服阻力做的功是多少； （2）该汽车的牵引力是多少N （3）该汽车发动机的效率是多少。 5、随着“西气东输”，天然气进入扬州市民家庭，小明家已经开始使用天然气了。小明家原来
高考生物一轮总复习 专题专练 能量传递效率的计算(必
专题专练——能量传递效率的计算 一、选择题 1．一只羊在一年内吃了100 kg的草，排出20 kg的粪，长了10 kg的肉(不考虑其他散失)，下列有关说法不正确的是( ) A．该羊一年的同化量是80 kg B．第一营养级到第二营养级的能量传递效率为10% C．20 kg的粪属于羊未同化的能量 D．该羊一年的呼吸量是70 kg [解析]羊一年的同化量＝摄入量－粪便量＝80(kg)。粪便中的能量是羊未同化的能量。羊一年的呼吸量＝同化量－有机物积累量＝70(kg)。题干中未指出草的同化量，故不能计算出第一营养级到第二营养级的能量传递效率。 [答案] B 2．有一食物网如下图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加1 kJ的能量，丙最少含多少能量( ) A．550 kJ B．500 kJ C．400 kJ D．100 kJ [解析]设丙的能量为x，经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)，经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。 [答案] A 3．右图为一食物网。若要使丙体重增加x，已知其食用的动物性食物(乙)所占比例为a，则至少需要的生产者(甲)的量为y，那么x与y的关系可表示为( ) A．y＝90ax＋10x B．y＝25ax＋5x C．y＝20ax＋5x D．y＝10ax＋10x
[解析]由题干中的“至少”可知，应该按最大传递效率20%计算，a表示动物性食物(乙)所占比例，则1－a表示直接从生产者(甲)获得食物所占比例，故有(1－a)x÷20%＋ax÷20%÷20%＝y，即y＝20ax＋5x。 [答案] C 4．由于“赤潮”，一条4 kg的杂食海洋鱼死亡，假如此杂食鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，能量传递效率按20%计算，该杂食鱼从出生到死亡，共需海洋植物( ) A．28 kg B．280 kg C．16 kg D．160 kg [解析]依题意构建食物网，如图所示。 从图中可看出，杂食海洋鱼的食物来自3条食物链，分别是①海洋植物→杂食海洋鱼，②海洋植物→草食鱼类→杂食海洋鱼，③海洋植物→草食鱼类→小型肉食鱼类→杂食海洋鱼。能量传递效率按20%计算，由①得：4×(1/2)÷20%＝10(kg)；由②得：4×(1/4)÷20%÷20%＝25(kg)；由③得：4×(1/4)÷20%÷20%÷20%＝125(kg)。故共消耗海洋植物的量为10＋25＋125＝160(kg)。 [答案] D 二、非选择题 5．(2015·济南模拟)下图是某草原生态系统中部分营养结构。请据图回答下列问题。 (1)若草固定的总能量为6.8×109 kJ，食草昆虫和鼠同化的总能量是1.3×108 kJ，则人最多能获得的能量________ kJ。 (2)若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增加1 kg，人能比原来多增重________ kg(能量传递效率按20%计算)。 [解析](1)(6.8×109－1.3×108÷20%)×(20%)2＝2.46×108kJ。(2)改变前：1 kg蛇消耗草为3/4÷(20%)3＋1/4÷(20%)2＝100 kg；改变后：1 kg蛇消耗草为1/4÷(20%)3＋3/4÷(20%)2＝50 kg，所以改变后与改变前相比节余的50 kg草可流向人。故人比原来增重了50×20%×20%＝2 kg。 [答案](1)2.46×108(2)2 6．(2015·苏北四市联考)某自然保护区地震后，据不完全统计，植被毁损达到30%以
中考物理热量计算的压轴题(含答案)
中考物理热量计算的压轴题及答案 中考真题 人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页，钻木取火的一种方法如图所示，将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓，木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能.而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到约260℃时木棒便开始燃烧，因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0.25g.已知：来回拉一次钻弓需1.0s，弓长为s=0.25m，人拉弓的力为16N，木头比热c=2×103 J/(kg·℃)，室温为20℃. 问： (1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少? (2)人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25%被木 棒尖端吸收，则1s内可使木棒尖端温度提高多少℃? (3)请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来? 【示范解析】 (1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功W=2FS=2×16N×0.25m=8J;(2)木棒尖端吸收的热量Q=ηW=25%×8J=2J，木棒尖端升高的温度△t=Q/cm=2 J/[2×103J/(kg.℃)×0.25×10-3kg]=4℃;(3)使木棒燃烧起来的时间 t=(260℃-20℃)÷4℃/s=60s. 拓展延伸 1.阅读下面的短文，回答问题， 太阳能热水器 太阳能热水器是利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要.它具有安全、节能、环保等优点.
如图1所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是妾许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空.如图1所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料;另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通. 玻璃吸热管工作原理如图2所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热.向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动;背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度.玻璃吸热管具有吸热保温作用 . 请回答以下问题： (1)玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，所受到的浮力_______重力. (2)能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上?简单说明理 由.___________ _____________________________________________________________________ _______. (3)将质量为100kg初温为20℃的水加热到60℃，求这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是4.2×103J/(kg.℃)] (4)某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2，热效率为η=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的热能)，该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×103J).在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多少小时?
生物能量转换效率
生物能量转换效率 根据科技部发布的《全民节能减排手册》，如果每月用手洗代替一次机洗，每台洗衣机每年可节能约1.4千克标准煤，相应减排二氧化碳3.6千克。如果全国1.9亿台洗衣机都因此每月少用一次，那么每年可节能约26万吨标准煤，减排二氧化碳68.4万吨。 对于清洁衣服，很多白领和年轻人有着很高的要求，怕染色、怕交叉感染，所以常常一堆衣服要分两三次洗完。其实，这是一种不低碳的生活方式，专家表示，如果每月用手洗代替一次机洗，每台洗衣机每年可相应减排二氧化碳3.6千克。 读者王小姐说，冬天时，每个周六她都要花一个下午来洗衣服，贴身衣物、深色外衣、浅色外衣，至少要用洗衣机洗三次。“其实贴身衣物很小很薄，虽然衣服少，但是洗衣机不会偷懒，还是用那么多水和电，我总是觉得很浪费。现在天气暖和了，完全可以用手洗代替，不仅低碳，还更干净。”自从用手洗衣服后，王小姐说她每周的洗衣时间缩短了一个小时，而且用水量也明显减少了。“我发现洗衣服还挺累的，就当锻炼身体了！” 这里明显有个问题，科技部认为手洗是不用能量的！其实生物的能量转化效率是较低的。 一只鹰2千克要吃10千克小鸟能量传递效率2/10=20% 0.25千克小鸟要吃2千克昆虫能量传递效率0.25/2= 12.5% 100千克昆虫要吃1000千克绿色植物能量传递效率100/1000=10% 真正有用的质量只有： 20%×12.5%×10%=0.25% 而且，生物做功时，有用的质量变成机械能还要浪费大部分，分解一分子葡萄糖产生2870KJ能量，而只有1161KJ用于合成ATP，只有ATP中的能量才被用于生命活动，其余几乎都以热的形式散失了。算一算大约40%多吧。 这样看来，利用人的手工劳动以代替机器是得不偿失的。所以有经验的老板总是用机器代替工人，不会像科技部那样建议手洗代替机洗的。
第十章能量计算题
一．计算题（共11小题） 1．一锅炉每天把3t的水加热到100℃，需要吸收的热为1.008×109J的热，求：原来水的初温为多小℃？【假定热量完全吸收，C 水 =4.2×103J/（kg．℃）】 2．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（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 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）该热水器工作时的效率．3．某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用水，他们利用煤气灶烧热水时，需要燃烧0.8kg的煤气．已知煤气的热值q=4.2×107J/kg．水的比热容为c=4.2×103J/（kg?℃）．求：（1）把50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量； （2）完全燃烧0.8kg的煤气时放出的热量；（3）此煤气灶烧水的效率．
4．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图．汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况．该款车以72km/h 的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L．假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，（已知：汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg），那么，在这段运动过程中： （1）该汽车发动机做的有用功是多少？汽车受到的阻力多大？ （2）该汽车的输出功率为多少？ 5．天然气是一种热值高、污染小的清洁能源，2016年三明市迎来了天然气时代．完全燃烧0.035m3的天然气放出多少焦的热量？若这些热量完全被水吸收，能使多少千克的水温度升高50℃？（水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值取q=4×107J/m3）
波速、相速、群速、能量传输速度
波速、相速、群速、能量传输速度 09电子 0938003 游瑞蓉1、定义 波速（wave celerity）：单位时间内波形传播的距离，以波长与波周 期之比表示.V=入/T. 相速(phase velocity)：相速度,单一频率的正弦电磁波波的等相面 （例如波峰面或波谷面）在介质中传播的速度v=c/n，c为自由空间 中的光速，n为介质对该频率电磁波的折射指数。 在理想介质中，电磁波的相速仅与介质参数有关. 群速(group velocity)：（1）、波列作为整体的传播速度（2）波群传播的速度。波的群速度，简称群速，是指波的包络传播的速度。实 际上就是波实际前进的速度。群速是一个代表能量的传播速度。 概念引入原因： 实用系统的信号总是由许多频率分量组成，在色散介质中，各单色 分量将以不同的相速传播，因此要确定信号在色散介质中的传播速 度就发生困难，为此引入群速的概念，它描述信号的能量传播速度。能量传播速度：群速是波群的能量传播速度. 2、相互关系 （1）相关概念 非色散介质：无线电波在介质中传播时，介电常数ε与频率无关， 波的传播速度也与频率无关的介质； 色散介质：与此相反，如果介电常数ε或传播速度v与频率有关的 介质.
正常色散：一切无色透明介质在可见光区域均表现为正常色散。特点：波长变大时，由v=λf,频率不变，则V增大。而n=c/v，则折 射率值n变小，角色散率D变小。 反常色散：在某些波段会出现，波长变大时折射率值增大的现象， 这称为反常色散。反常色散同样是物质的普遍性质。反常色散与选 择吸收密切相关，即在发生物质的选择吸收波段附近出现反常色散。 角色散率：由夫琅和费衍射理论知，产生衍射亮条纹的条件（光栅 方程）：dsinθ=kλ（k＝ 1， 2，…， n）光栅方程对λ微分，就 可得到光栅的角色散率：ψ=Δθ/Δλ=k/dcos. 角色散率是光栅、棱镜等分光元件的重要参数，随着k的增大，色 散率也就越大。它表示单位波长间隔内两单色谱线之间的角间距， 当光栅常数d愈小时，角色散愈大；光谱的级次愈高，角色散也愈大。且当光栅衍射时，如果衍射角不大，则cosθ接近不变，光谱 的角色散几乎与波长无关，即光谱随波长的分布比较均匀，这和棱 镜的不均匀色散有明显的不同。 （2）他们之间的相互关系 波速与相速：（1）、由波动方程所确定的光波速度v=c/n，反映了 光波波面相位的传播速度。 （2）、相速度只代表相位变化的快慢，并不代表电磁波能量的真正 传播速度。 （3）、电磁波的波速（3*10^8）是固定不变的.电磁波的相速 （c/n,n可以小于1）于介质n有关，可以超过光速，也可以为负值. 波速与群速：群速则总小于自由空间的光速c。由于色散的存在， 同一光信号所包含的不同光谱成分在色散介质中不能同步传播,其合 振动是一个复色平面波,随着该平面波以一相速度向前传播，调制波 也以一速度速度向前优越传播，该速度反映了光波能量度的传播速度，故称之为光波在色散介质中的群速度。
能量流动的转换率计算
生态系统中能量流动转换率的计算 要做好生态系统中能量流动的转换率的计算题，首先要理解食物链、食物网和营养级的关系，其次要理解生态系统中能量流动的过程和规律。 1、某一食物链中关于能量流动的计算 生态系统的能量流动具有两个特点：能量流动的单向性和不可逆性，能量在流动过程中会逐级减少。生态系统各营养级之间的能量转化效率为10%-20%。在某一食物链中，若求最高营养级获得最多能量或提供最少生产者，一般取20%作为转化效率；反之，则取10%作为转化效率。 生态系统的总能量=第一营养级通过光合作用固定的太阳能的总量 ① ② 某一营养级得到的能量 = 第一营养级的能量 × (转换率)某一营养级数-1 ③ 第M 营养级得到的能量 = 第N 营养级的能量 × (转换率)M-N ④ 例题1：假定某生态系统中有绿色植物，蛙、蛇、鹰、昆虫和食虫鸟等生物，此生态系统的总能量为24000千焦，如营养级之间能量转化效率为15%，第三营养级和第四营养级所利用的能量分别是（ ）。 解析：套用公式③，第三营养级所利用的能量= 24000千焦 × （15%）3-1= 540千焦 ；第四营养级所利用的能量= 24000千焦 × （15%）4-1=81千焦。 2、某一食物网中关于能量流动的计算 首先要能识别食物网中的各条食物链，理解同一营养级的概念，然后结合食物链中的能量流动。 其一：只涉及食物网中一条食物链，根据要求选择相应的食物链，计算某一生物获得的最多（或最少）的能量。 例题2：在图-1中海鸟获得能量最多的食物链是 _______。海鸟每增加1千克，需消耗生产者生产的有机 物至少是___________千克。 解析：由于能量在流动过程中会逐级减少，食物链 越长，损失的能量也越多。因此，海鸟获得能量最多的食物链应该是最短的食物链，即水藻→甲壳类→海鸟。海鸟消耗生产者生产的某一营养级得到的能量 上一营养级的总能量 ×100% 两个营养级之间能量流动的转换率 = 水藻甲壳类水绵海鸟水蚤大鱼小鱼淡虾图-1
一天能量计算
一天能量计算 一天能量计算; 自己学了营养学的，但是懒得按照能量制作食谱，那要算来算去还是有些麻烦。整个孕期里，大夫基本上都让我控制体重，不要宝宝长的太大了。可是我没吃多少多好多优质，我家宝宝还是长的偏大了。关键是宝宝的吸收能力好。 计算法算出你每日所需的能量 1.求出标准体重 12~~~48岁人员： 49岁以上成人： 女性正常体重（千克）=【身高（厘米）-100】+-10% 标准体重（千克）=【身高（厘米）- 男性正常体重（千克）=【身高（厘米）-105】+-10% 105】*0.9 2.成人体质指数（BMI），判断属于正常、肥胖还是消瘦。 BMI（kg/m2）=实际体重（kg）/身高的平方（m2） 成人的BMI数值 体重指数, 男性, 女性
过轻, 低于20, 低于19 适中, 20-25, 19-24 过重, 25-30, 24-29 肥胖, 30-35, 29-34 非常肥胖, 高于35, 高于34 专家指出最理想的体重指数是22 3.了解体力活动及胖瘦情况。根据成人能量供给量表确定能量供给量。 全日能量供给量（kcal）=标准体重（kg）*单位标准体重能量需要量（kcal/kg）1kcal=4.184kj 体型体力劳动量 极轻体力活动轻 轻体力活动中体力活动重体力活动 消瘦30 35 40 40-45 正常20-25
30 35 40 肥胖15-20 20-25 30 35 另：孕中后期的能量在非孕基础上增加200kcal/d 算算我的： 身高176cm，体重（孕前）65kg，从事轻体力活动。 （1）标准体重=176-100=76kg *0.9=68.4kg （按最小值吧） （2）体质指数=65/（1.76*1.76）=21 属于正常体重 （3）正常体重、轻体力劳动者单位标准体重能量供给量为30kcal/kg 总能量=68.4*30=2052（kcal）+200=2252（kcal） 蛋白质、脂肪、糖类（碳水化合物）占能量的比例为15%、25%、60%，换算成克的比例系数为4、9、4 蛋白质P= 2252*0.15/4=307.8/4=76.95g 脂肪F= 2252*0.25/9=563/9=62.6g 糖类C= 2252*0.6/4= 1351/4=337.8g
2013-01-10能量传递中的计算题
能量传递中的计算题 1、在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO2，若能量传递效率为10%～15%时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖？（ C ） A.0.04 B. 0.4 C.0.9 D.0.09 2、下图食物网中，在能量传递效率为10%～20%时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能量相等。则人的体重每增加1 kg，至少需要消耗水藻 975 kg。 3、在某生态系统中，1只2 kg的鹰要吃10 kg的小鸟，0.25 kg 的小鸟要吃2 kg的昆虫，而100 kg的昆虫要吃1000 kg的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，绿色植物到鹰的能量传递效率为（ C ） A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.025% 4、下图为某生态系统食物网简图，若E 生物种群总能量为 ，B 生物种群总能量为，从理论上计算，A贮存的总能量最少为（ B ） A. B. C. D. 5、已知某营养级生物同化的能量为1000kJ，其中95%通过呼吸作用以热能的形式散失，则其下一营养级生物获得的能量最多为（ C ） A. 200kJ B. 40kJ C. 50kJ D. 10kJ 6、在能量金字塔中，如果生产者在光合作用过程中产生240mol 的氧气，其全部用于初级消费者分解血糖，则其释放并贮存在ATP中的能量最多有（ C ）可被三级消费者捕获？ A. B. C. D 、 7、在一片草原上，假如一年中，至少有70000只昆虫生活才可养活一只食虫鸟，而食虫鸟若按10%的能量传递率将能量传给鹰，则理论上每年大约需要3000只食虫鸟才能维持一只鹰的生存，那么如果鹰只靠捕食食虫鸟来生活，则每年至少需要（ C ）只昆虫才能保证一只鹰的生存？ A. B. C. D. 无法统计 8、在“棉花→棉蚜→食蚜蝇→瓢虫→麻雀→鹰”这条食物链中，如果食蚜蝇要有5m2的生活空间才能满足自身的能量需求，则一只鹰的生活空间至少是（ D ） A. B. C. D. 9、具有三个营养级的能量金字塔，最上层的体积是最下层的（ B） A. 10%~20% B. 1%~4% C. 0.1%~1% D. 1%~10% 10、某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W1和W2，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏？（ D ） A. W1>10W2 B. W1>5W2 C. W1<10W2 D. W1<5W2 11、某海滩黄泥螺种群现存量约3000吨，正常状况下，每年该种群最多可增加300吨，为充分利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的吨数为（ D ） A. 3000 B. 1650 C. 1500 D. 不超过 300 1
初中物理专题复习能量转化中的效率计算
初中物理专题复习能量转化中的效率计算 能量可以从一种形式转化为另一种形式，要实现这种能量的转化需要一定的设备，由于设备本身的限制，不可能将一种能量全部转化为另一种能量，这就出现了设备的效率问题。笔者发现，2011年各地中考以设备的效率为载体，围绕有用的能量和总能量涉及的相关知识设置考点，试题的综合性较强，覆盖初中物理的力、热、电、能量等知识。 1．锅炉的效率 例1．（2011鞍山）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg 的无烟煤。水的比热容是4.2×103J／（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×l07J／kg。求： （1）锅炉内的水吸收的热量是多少? （2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少? （3）此锅炉的效率是多少? 解析：试题以锅炉为载体，考查了吸热升温公式和燃料燃烧放热公式。要求锅炉的效率，需要清楚锅炉将燃料燃烧放出的热量转化为水的内能，因此水温度升高吸收的热量是有用的能量，无烟煤完全燃烧放出的热量是总能量。 答案：（1） （2） （3）锅炉的效率
2．柴油抽水机的效率 例2．（2011荆门）今年我省出现大面积干旱，造成农田缺水，严重影响农作物生长，为缓解旱情，很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。某柴油抽水机把湖水抬升4.5m流入沟渠，再去灌溉农田。已知在2h内抬升了1600m3的水，此柴油抽水机的效率为40%，柴油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg，求：（1）此柴油抽水机2h做了多少有用功？℃ （2）此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油？ （3）此柴油抽水机的总功率为多少千瓦？ 解析：柴油抽水机将柴油完全燃烧产生的能量通过克服重力做功转化为水的重力势能。试题以此为载体，考查了质量、密度、重力、热值、功和功率等知识。 （1）虽然抽水机是将水连续地分批抽上去，我们可以想象成抽水机将全部1600m3的水一次性地在2h 内缓慢抬升4.5m，这就是等效法的应用。这样利用计算出水的质量，再用计算重力，然后用就可以计算出有用功。 （2）要计算柴油的质量，需要先计算柴油燃烧放出的热量。这就要利用柴油抽水机的效率为40%这个数据。教学中发现很多同学常犯一个错误，就是利用柴油抽水机做的有用功去乘以效率。避免错误的方法 是想清楚柴油燃烧放出的热量是总的能量，总的能量要比有用的能量数值大。应该根据，得到 。 （3）柴油抽水机的总功率应该用总能量除以时间计算，总能量就是柴油燃烧放出的热量，时间是2h，要注意把单位化成秒。 答案：（1）
能量转化中的效率计算
能量转化中的效率计算 能量可以从一种形式转化为另一种形式，要实现这种能量的转化需要一定的设备，由于设备本身的限制，不可能将一种能量全部转化为另一种能量，这就出现了设备的效率问题。笔者发现，2019年各地中考以设备的效率为载体，围绕有用的能量和总能量涉及的相关知识设置考点，试题的综合性较强，覆盖初中物理的力、热、电、能量等知识。 1．锅炉的效率 例1．（2019鞍山）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg 的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J／（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×l07J／kg。求： （1）锅炉内的水吸收的热量是多少? （2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少? （3）此锅炉的效率是多少? 解析：试题以锅炉为载体，考查了吸热升温公式和燃料燃烧放热公式。要求锅炉的效率，需要清楚锅炉将燃料燃烧放出的热量转化为水的内能，因此水温度升高吸收的热量是有用的能量，无烟煤完全燃烧放出的热量是总能量。 答案：（1） （2） （3）锅炉的效率
2．柴油抽水机的效率 例2．（2019荆门）今年我省出现大面积干旱，造成农田缺水，严重影响农作物生长，为缓解旱情，很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。某柴油抽水机把湖水抬升4.5m 流入沟渠，再去灌溉农田。已知在2h内抬升了1600m3的水，此柴油抽水机的效率为40%，柴油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg，求： （1）此柴油抽水机2h做了多少有用功？℃ （2）此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油？ （3）此柴油抽水机的总功率为多少千瓦？ 解析：柴油抽水机将柴油完全燃烧产生的能量通过克服重力做功转化为水的重力势能。试题以此为载体，考查了质量、密度、重力、热值、功和功率等知识。 （1）虽然抽水机是将水连续地分批抽上去，我们可以想象成抽水机将全部1600m3的水一次性地在2h内缓慢抬升 4.5m，这就是等效法的应用。这样利用计算出水的质量，再用计算重力，然后用就可以计算出有用功。 （2）要计算柴油的质量，需要先计算柴油燃烧放出的热量。这就要利用柴油抽水机的效率为40%这个数据。教学中发现很多同学常犯一个错误，就是利用柴油抽水机做的有用功去乘以效率。避免错误的方法是想清楚柴油燃烧放出的热量是总的能量，总的能量要比有用的能量数值大。应该根据，得
能量传递效率计算专题
能量流动之 能量传递效率计算专题·导学案 【学习目标】 1、进一步巩固能量流动 2、掌握能量流动过程中能量传递效率的计算方法 3、学会分析具体问题的方法 【引言】 “能量流动”是生态系统的重要功能之一。在高中生物知识中，能量流动与物质循环的关系、能量流动的特点、能量传递的效率等知识共同构成了以“生态系统的能量流动”为中心的知识体系。然而在“能量流动”知识中，仍存在一些易被忽视或不常见的问题，如“能量值”的表示方式、最值的计算、能量流动与生态系统稳态的关系等。 【导学探究】 一、能量流动的几种“最值”计算 由于一般情况下能量在两个相邻营养级之间的传递效率是 10%~20%。故在能量流动的相关问题中，若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。所以，在已知较高营养级生物的能量求消耗较低营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递，若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递。反之，已知较低营养级生物的能量求传递给较高营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递，若求“最少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。这一关系可用下图来表示。 1. 以生物的同化量（实际获取量）为标准的“最值”计算
题1. 下图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为 ，B生物种群总能量为，从理论上计算，A贮存的总能量最少为（） A. B. C. D. 2. 以生物的积累量为标准的“最值”计算 题2. 已知某营养级生物同化的能量为1000kJ，其中95%通过呼吸作用以热能的形式散失，则其下一营养级生物获得的能量最多为（） A. 200kJ B. 40kJ C. 50kJ D. 10kJ 二、能量值的几种不同表示方式及相关计算 “能量值”除了用“焦耳”等能量单位表示外，在许多生物资料中，其还可用生物量、数量、面积、体积单位等形式来表示，因而使能量流动关系有了更加丰富的内涵，但是不管用何种单位形式表示，通常情况下能量的传递效率都遵循“10%~20%”的规律，下面结合一些例子分别加以阐述。 1. 能量（单位）表示法及计算 以能量（单位）“焦耳”表示能量值的多少是“能量流动”知识中最常见的形式。在以“焦耳”为单位的能量传递过程中，各营养级的能量数值呈现出典型的“金字塔”形，不可能出现倒置。 1.1 以生物体同化量的总量为特征的计算 如题1 1.2 以ATP为特征的计算 这种形式的能量计算是建立在物质氧化分解的基础上的，它常涉及利用呼吸作用或光合作用的反应式。