初中物理效率计算专题实用教案

1、1 1、理解能量转化过程、理解能量转化过程(guchng)(guchng)中有中有效利用的能量效利用的能量 和总能量和总能量2 2、会用公式计算有效利用的能量和总能量、会用公式计算有效利用的能量和总能量3 3、理解能量利用率和热效率的意义，能用、理解能量利用率和热效率的意义，能用效率的公式解决实际问题效率的公式解决实际问题学习学习(xux) 目目 标标第1页/共17页第一页，共18页。太阳能热水器汽车电动自行车电热水器第2页/共17页第二页，共18页。一、太阳能热水器效率一、太阳能热水器效率(xio l)(xio l)的的计算计算 例例1、2010年上海世博会通过大面积推年上海世博会通过大面积

2、推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现为特点的绿色环保技术，来体现“城市，让城市，让生活更美好生活更美好”的主题。如图所示的太阳能热的主题。如图所示的太阳能热水器，它的水箱容量为水器，它的水箱容量为120L，热水器上的，热水器上的集热器的面积是集热器的面积是2.5m2，在与阳光垂直的地，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为1400W，如果将整箱水的温度，如果将整箱水的温度(wnd)从从200C加热到加热到700C，需要阳光照射，需要阳光照射5小时。小时。求太阳能热水器的利

3、用效率。求太阳能热水器的利用效率。一一第3页/共17页第三页，共18页。思考：本题(bnt)中什么是有效利用的能量？ 什么是总能量？120L水温度水温度(wnd)从从200C加热到加热到700C吸收吸收的热量的热量有效有效(yuxio)利用的利用的能量：能量：总总 能量：能量：2.5m2集热器集热器5小时小时吸收的太阳能吸收的太阳能 太阳能热水器的效率：太阳能热水器的效率： 有效利用的能量有效利用的能量/总能量总能量第4页/共17页第四页，共18页。解：120L水的体积(tj)： V=120L=120dm3=1.2x10-1m3120L水的质量：由= m / V 得 m水=水v水=1.0 x1

4、03kg/m3x1.2x10- 1m3 =120kg Q吸=C水m水（tt0）=4.2x103x120kgx(700C200C)=2.52x107J Q太阳(tiyng)=pt.s=1400wx5x3600sx2.5m2=6.3x107JQ吸/ Q太阳(tiyng) = 2.52x107J/6.3x107J=40%水吸收的热量水吸收的热量热水器吸收的太阳能：热水器吸收的太阳能：热水器的效率：热水器的效率：第5页/共17页第五页，共18页。太阳能热水器效率太阳能热水器效率(xio l)(xio l)计算计算方法方法应用太阳能加热应用太阳能加热(ji r)物体时物体时W有有= Q吸吸=cm t（即

5、物体吸收的热量）（即物体吸收的热量）W总总=获得的太阳能（根据题目获得的太阳能（根据题目(tm)信息计算）信息计算） =有效利用的能量有效利用的能量/总能量总能量第6页/共17页第六页，共18页。第7页/共17页第七页，共18页。当堂当堂(dn tn)检测：检测：如图所示，小阳家的太阳能热水器吸热板的面积为如图所示，小阳家的太阳能热水器吸热板的面积为3m2，内装有，内装有100kg的水，经过的水，经过10h，该热水器中水，该热水器中水的温度从的温度从20升高升高(shn o)到到70，【水的比热，【水的比热容为容为4.2103J/（kg）】）】（1）求热水器中水吸收的热量；）求热水器中水吸收的

6、热量；（2）如果热水器将太阳能转化为内能的效率是）如果热水器将太阳能转化为内能的效率是40%，求该热水器上太阳辐射功率【太阳辐射功率是指求该热水器上太阳辐射功率【太阳辐射功率是指1h内内投射到投射到1m2面积上的太阳能，单位：面积上的太阳能，单位：J/（m2h）】）】第8页/共17页第八页，共18页。 例2、 随着国民经济的发展，汽车已走进广大家庭。而发动机的效率是汽车的经济性能指标之一，某实验(shyn)小组对一辆小轿车进行了相应的测试，测试结果如下表所示，小轿车匀速行驶过程中受到的平均牵引力为900N。请计算： （1）小轿车匀速行驶过程中牵引力的功率是多大？ （2）小轿车发动机的效率是多大

7、？ （汽油的热值：4.6x107J/kg,计算结果保留一位小数）行驶速度行驶速度90km/h耗油量耗油量1.4kg行驶时间行驶时间15min行驶噪声行驶噪声80dB二、热机效率的计算二、热机效率的计算(j (j sun)sun)第9页/共17页第九页，共18页。思考：本题(bnt)中什么是有用功？什么是总功？有用功：有用功：汽车汽车(qch)牵引力在牵引力在15min内所做的功内所做的功总总 功：功：1.4kg汽油完全燃烧放出汽油完全燃烧放出(fn ch)的的热量热量解：解：（1）汽车行驶的速度： 90km/h=25m/s 汽车行驶的路程：由v=S/t得 S=vt=25m/sx15x60s=2

8、2500m W有=FS=900Nx22500m= 2.025x107J汽车做的有用功汽车做的有用功第10页/共17页第十页，共18页。(2)燃料燃烧放出燃料燃烧放出(fn ch)的热量的热量 W总总=Q放放=qm=4.6x107J/kgx1.4kg=6.44x107JW有有/W总总 =2.025x107J/6.44x107J=31.4%汽车(qch)牵引力的功率：nP=W/t=2.025x107J/15x60s=22500w=22.5kw汽车汽车(qch)发动机的效率：发动机的效率：第11页/共17页第十一页，共18页。汽油机、柴油机热汽油机、柴油机热效率计算方法效率计算方法W有有=FS（即所

9、做的有用功）（即所做的有用功）W总总=Q放放=qm（燃料燃烧释放（燃料燃烧释放(shfng)的的热量）热量）W W有有/ /W W总总汽车行驶汽车行驶(xngsh)(xngsh)过程过程中中第12页/共17页第十二页，共18页。小结小结(xioji)： 2、热机、热机(rj)工作时工作时W有有=Fs（即所做的有用功）（即所做的有用功）W总总=Q放放=qm（燃料燃烧释放（燃料燃烧释放(shfng)的热的热量）量）W有有=Q吸吸=cm t（即物体吸收的热量）（即物体吸收的热量）W总总=获得的太阳能（根据题目信息计算）获得的太阳能（根据题目信息计算）1、应用太阳能加热物体时、应用太阳能加热物体时3、

10、能量利用率、能量利用率W有有/W总总第13页/共17页第十三页，共18页。当堂当堂(dn tn)检测：检测：1、一辆汽车匀速行驶，速度为、一辆汽车匀速行驶，速度为90km/h，受到的阻，受到的阻 力为力为920N，其发动机效率为，其发动机效率为30%，汽油，汽油(qyu)热热值为值为4.6107J/kg. 求：（求：（1）发动机的功率）发动机的功率 ? （2）汽车匀速行驶）汽车匀速行驶300km做多少功做多少功 ? （3）匀速行驶）匀速行驶300km消耗多少汽油消耗多少汽油(qyu)? 第14页/共17页第十四页，共18页。第15页/共17页第十五页，共18页。第16页/共17页第十六页，共18页。谢谢您的观看(gunkn)！第17页/共17页第十七页，共18页。NoImage内容(nirng)总结1、理解能量转化过程中有效利用的能量 和总能量。2、会用公式计算有效利用的能量和总能