初中物理人教版九年级全册第1节 热机教学ppt课件

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九年级物理重难点微讲座第6讲   热机效率的计算【知识讲解】一、热机效率1.定义：热机所做的有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比，叫做热机效率。2.公式：η= ×100%。3.变形公式：W有用=W总η；   W总= 。4.一般来说，若果是热机牵引物体运动时做功，则W有用=Fs或者W有用=fs，即牵引力做功或克服阻力做功。W总=mq（当q的单位为J/kg时）,或者W总=vq（当q的单位为J/m3时）。5.由于燃料完全燃烧放出的热量不能全部转化为有用的能量，所以热机效率总小于100%。二、热传递时的效率计算1.公式：η= ×100%2.变形公式：Q吸=Q放η；Q放= 。3.Q吸=cmΔt=cm（t末温—t初温）；Q放= cmΔt=cm（t初温—t末温）。【例题分析】【例题】表一是燃气热水器正常工作时显示的部分参数。已知水的初温为20℃，c水=4.2×103J/（kg•℃），求：表一 表二燃气热水器即热式电热水器设定温度50℃额定功率7000W气量1.0m3/h额定电压220V水量50L/min额定频率50Hz（1）燃气热水器正常工作10min流出的热水的质量；（2）燃气热水器正常工作10min流出的热水所吸收的热量；（3）观察到学校用的是即热式电热水器，铭牌如表二所示。若要得（2）问中热水所吸收的热量，该即热式电热水器需正常工作16min40s，则该即热式电热水器的加热效率为多少？【分析】热机效率计算公式：η= ×100%。一般用W有=Pt,或者W有=Fs计算有用功。用Q放=mq或Q放=Vq（当q的单位为J/m3时）计算Q放。【解析】（1）燃气热水器正常工作10min流出的热水的质量：V水=5.0L/min×10min=5×10-2m3，水的质量为：m水= ρ水V水=1.0×103kg/m3×5×10-2m3 =50kg。（2）燃气热水器正常工作10min流出的热水所吸收的热量:Q放=cmΔt=4.2×103J/（kg.℃）×50kg×（50℃-20℃）=6.3×106J。（3）时间为：t=16min40s=1000s。即热式电热水器消耗的电能：W=Pt=7000W×1000s=7×106J, 即热式电热水的效率为：η= ×100%= ×100%= 90%。答：(1)水的质量为50kg；(2)热水吸收的热量为6.3×106J；(3)热水器加热效率为90%。【答案】（1）50kg      （2）6.3×106J     （3）90%    【实践应用】1.0.5kg油完全燃烧后放出热量的42%被质量为100kg、初温为25℃的水吸收，可使水温升高到______℃。[q油=4.6×107J/kg,c水=4.2×103J/（kg.℃）
2.用液化气灶把1.5kg、初温为20℃的水加热到100℃，需要吸收的热量为 　　J。若上述过程中完全燃烧0.021kg液化气且只有60%的热量被水吸收，则液化气的热值为 　　J/kg[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。3.中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。表1 第1代第2代第3代第4代燃  料氧气和汽油混合偏二甲胼煤  油液态氢氧化剂四氧化二氮液态氧液态氧表2燃料热值燃料热值汽油  煤油柴油  氢 （1）使用氢作为燃料的主要优点是：______和______；（2）某火箭发射时携带了液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为的水加热至沸腾？[，当地大气压为1标准大气压]（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。【参考答案】1.【答案】 43
【解析】完全燃烧0.5kg汽油放出的热量42%被吸收，Q放=m油q油=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J；根据Q吸=42%Q放=42%×2.3×107J =9.66×106J可得：水升高到的温度为：η= = =  =23℃。t末=t初+Δt=20℃+23℃=43℃。2.【答案】5.04×105       4×107【解析】（1）水吸收的热量：Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J；（2）由题意可知：Q吸＝Q放×60%＝m液化气q×60%，液化气的热值：q= = = 4×107J/kg。【答案】（1）热值大    无污染    （2）1.25×107    （3）45％    【解析】（1） 氢作为燃料的主要优点热值大、无污染。质量相同的燃料，热值大的燃烧后释放出更多的热量。氢燃烧后的产物是水，对环境无污染。（2）氢燃烧后释放的热量：Q放=mq=3×104kg×1.4×108J/kg=4.2×1012J。水吸收的热量：Q吸=Q放=4.2×1012J。由Q吸=cmΔt可得，水的质量：m= = =1.25×107kg。（3）2kg氢完全燃烧释放的热量：Q1=m1q=2kg×1.4×108J/kg=2.8×108J，汽车发动机做的功：W=Pt=70×103W×0.5×3600s=1.26×108J。发动机的效率：η= ×100%= ×100%= 45%。