热机效率问题讲解
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二．教学过程
（一）效率问题
效率问题是初中物理中的一个重点，也是一个难点，主要分为机械效率和热机效率。许多学
生在这类问题的计算中常出现问题，主要是找不到有用功（能量）部分和总功（能量）部分。本次课主要以热机效率为主。
热机效率常以常见的家用电器（如热水器）、交通工具（如汽车、电动车）、发电厂（垃圾发电厂等）为背景进行考查：问题分析能力、信息提取能力和公式规律应用能力等。解决效率问题，关键是通过分析题目，找出有用功和总功，同时视情况而定：在一个问题中是有用功（总功），也许在下一个问题中会变成总功（有用功）。选择正确的公式计算出有用功和总功，最后利用公式
龙文教育个性化辅导授课案
教师：熊金林学生姓名：普悦年级：初三辅导科目：物理
课题
热量和热机效率计算问题讲解（复习课）
授课时间
2012年9月23日10：00-12：00（2小时）
教学目标
1.理解热机效率的主要题型及规律，能正确解决效率问题2.理清解题思路
重点、难点
重点：利用规律、公式解决效率问题难点：有热机参与的力学综合问题
η= = =35%
总结：这类题关键是找出有用的能量为牵引力做的功：W=FS或W=Pt，总能量为燃油完全燃烧放出的热量：Q总=mq
例3（发电厂效率问题）
三峡水电站是世界上最大的水力发电站，每分钟发电量预计为8.7×1010J
（1）三峡水电站的发电量，相当于消耗多少千克煤完全燃烧产生的热量？（煤的热值为2.9×107J／kg）
（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤。
解析：（1）水吸收的热量：Q吸=Cm△t=4.2×103×50×（80-20）J=1.26×107J
（2）设完全燃烧秆浆煤放出的热量为 ，由题意有 ，且有
则
（二）热机力学综合题型分析
基本思路：
设做功平均压强为排P，活塞行程为L，面积为S，转速为n转/min，燃料热值为q，则
解析：活塞产生的平均作用力为：F=PS=9.84×105×50×10-4N=4920 N
活塞做一次功为：W=FL=4920×25×10-2J=1230 J
飞轮转动2转做一次功，飞轮转速为600转/分钟，在一分钟内飞轮做功300次，则飞轮一小时内做的功为：
=1230×300×60 J=2.214×107J
例2（汽车发动机效率问题）
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
×103N，消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热
值q＝4×107J/kg，求：
设完全燃烧汽油放出的热量为 ，有 ，则得
三、课堂提升练习30分
四、小结
效率计算的常见情景题型和思路
二、本次课后作业：
1.热机效率计算提升联系（附后）2.综合复习热学内容
三、学生对于本次课的评价：
○特别满意○满意○一般○差学生签字：
四、教师评定：
1、学生上次作业评价：○好○较好○一般○差
2、学生本次上课情况评价：○好○较好○一般○差
η= 或η= 计算效率。
有用能量：用来完成某件事或达到某种目的而消耗的能量
总能量：能量源提供的所有能量
总体思路：η= ：（1）热水壶烧水效率问题：Q有=Cm△t；（2）汽车发动机效率问题：
W=FS或W=Pt；（3）发电厂a:水力发电厂，水具有的势能为总能量，发出的电能为有用能量；b：火力（垃圾发电厂等）发电厂，燃烧煤放出的热量为总能量，发出的电能为有用能量；c：风能发电厂，风具有的风能为总能量，发出的电能为有用能量；d::核能发电厂，核反应放出的能量为总能量，发出的电能为有用能量；e：太阳能发电，辐射的太阳能为总能量，发出的电能为有用能量等等；（4）太阳能热水器：辐射的太阳能为为总能量，水吸收的热量为有用能量；（5）总功(能量)：一般为Q总=mq.(6)热机效率也可表示为η= 等形式。
例题讲解
例1（热水器烧水效率问题）
天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为c=4 .2×103J/（kg•℃），天然气的热值为q=7.0×107J/m3。求：
（1）0.5m3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。
考点及考试要求
常以现代家用电器、机车、发电厂等为背景考查效率的计算，主要以综合计算题形式出现
一、教学内容
一、导入
现代的交通四通八达，机车的大量使用，给人们的生活和出行带来了方便，但同时也给环境造成噪音、空气等污染，保护环境是现代的主题和迫切的责任。汽车造成的空气污染，最主要的原因是燃料未能完全燃烧和利用，这样既造成环境污染，也浪费了资源。面对这样的情况我们应如何做呢？
（2）如果发电机输出的功率是0.09×1010W,那么发电机的工作效率大概是多少？
解析：（1）消耗煤的质量为： = kg=3× kg
(2)三峡水电站的发电功率为总功率：
由题意输出功率为有用功率 =0.09×1010W，则发电机的工作效率为：
η= =
总结：发电厂这类题，发装置输出的电能（电功率）为有用能量，而水具有的势能、风具有的风能、燃烧煤放出的能量（化学能），核裂变放出的核能、辐射的太阳能等为总能量（总功率）
教师签字：
教学后记
教导主任签字：
（1）活塞作用力为：F=PS（2）做一次功为：W=FL=PSL（3）做一次功所需要的时间：
(4)活塞做功的功率为： （5）一分钟内做功的次数为： 活塞一分钟做功为： （6）总能量为汽油或柴油燃烧放出的热量：Q=mq
(7)热机效率：η=
例题：一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程是25cm，做功冲程燃气产生的平均压强为9.84×105Pa，若飞轮的转速是600转/分钟，效率为30％，求汽油机在1小时内要消耗多少在汽油？（汽油的燃烧值为4.6×107J/kg）
（1）专用车牵引力所做的功？（2）该专用车的热机效率是多少？
解析：（1）专用汽车做匀速直线运动，F牵=f=3.0×103N，则
牵引力做的功W=FS=3.0×103×5.6×103J=1.68×107J
（2）消耗的燃油质量为：m=ρV= 0.8×103×1.5×10－3kg=1.2 kg
则Q放=mq=1.2×4×107J=4.8，高淳农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤，使50kg、20℃的水温度升高到80℃。（热值为2.4×107J/kg）求：
（1）水需要吸收的热量。
解析：（1）Q放=Vq=0.5×7.0×107J=3.5×107J
（2）Q吸=Cm△t=4.2×103×100×(70-20)J=2.1×107J
(3) Q有=Q吸Q总=Q放
η= = = =60%
总结：这类题关键是找出有用的能量为水吸收的热量：Q有=Cm△t，总能量为燃料完全燃烧放出的热量：Q总=mq或太阳辐射的能量
（一）效率问题
效率问题是初中物理中的一个重点，也是一个难点，主要分为机械效率和热机效率。许多学
生在这类问题的计算中常出现问题，主要是找不到有用功（能量）部分和总功（能量）部分。本次课主要以热机效率为主。
热机效率常以常见的家用电器（如热水器）、交通工具（如汽车、电动车）、发电厂（垃圾发电厂等）为背景进行考查：问题分析能力、信息提取能力和公式规律应用能力等。解决效率问题，关键是通过分析题目，找出有用功和总功，同时视情况而定：在一个问题中是有用功（总功），也许在下一个问题中会变成总功（有用功）。选择正确的公式计算出有用功和总功，最后利用公式
龙文教育个性化辅导授课案
教师：熊金林学生姓名：普悦年级：初三辅导科目：物理
课题
热量和热机效率计算问题讲解（复习课）
授课时间
2012年9月23日10：00-12：00（2小时）
教学目标
1.理解热机效率的主要题型及规律，能正确解决效率问题2.理清解题思路
重点、难点
重点：利用规律、公式解决效率问题难点：有热机参与的力学综合问题
η= = =35%
总结：这类题关键是找出有用的能量为牵引力做的功：W=FS或W=Pt，总能量为燃油完全燃烧放出的热量：Q总=mq
例3（发电厂效率问题）
三峡水电站是世界上最大的水力发电站，每分钟发电量预计为8.7×1010J
（1）三峡水电站的发电量，相当于消耗多少千克煤完全燃烧产生的热量？（煤的热值为2.9×107J／kg）
（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤。
解析：（1）水吸收的热量：Q吸=Cm△t=4.2×103×50×（80-20）J=1.26×107J
（2）设完全燃烧秆浆煤放出的热量为 ，由题意有 ，且有
则
（二）热机力学综合题型分析
基本思路：
设做功平均压强为排P，活塞行程为L，面积为S，转速为n转/min，燃料热值为q，则
解析：活塞产生的平均作用力为：F=PS=9.84×105×50×10-4N=4920 N
活塞做一次功为：W=FL=4920×25×10-2J=1230 J
飞轮转动2转做一次功，飞轮转速为600转/分钟，在一分钟内飞轮做功300次，则飞轮一小时内做的功为：
=1230×300×60 J=2.214×107J
例2（汽车发动机效率问题）
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
×103N，消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热
值q＝4×107J/kg，求：
设完全燃烧汽油放出的热量为 ，有 ，则得
三、课堂提升练习30分
四、小结
效率计算的常见情景题型和思路
二、本次课后作业：
1.热机效率计算提升联系（附后）2.综合复习热学内容
三、学生对于本次课的评价：
○特别满意○满意○一般○差学生签字：
四、教师评定：
1、学生上次作业评价：○好○较好○一般○差
2、学生本次上课情况评价：○好○较好○一般○差
η= 或η= 计算效率。
有用能量：用来完成某件事或达到某种目的而消耗的能量
总能量：能量源提供的所有能量
总体思路：η= ：（1）热水壶烧水效率问题：Q有=Cm△t；（2）汽车发动机效率问题：
W=FS或W=Pt；（3）发电厂a:水力发电厂，水具有的势能为总能量，发出的电能为有用能量；b：火力（垃圾发电厂等）发电厂，燃烧煤放出的热量为总能量，发出的电能为有用能量；c：风能发电厂，风具有的风能为总能量，发出的电能为有用能量；d::核能发电厂，核反应放出的能量为总能量，发出的电能为有用能量；e：太阳能发电，辐射的太阳能为总能量，发出的电能为有用能量等等；（4）太阳能热水器：辐射的太阳能为为总能量，水吸收的热量为有用能量；（5）总功(能量)：一般为Q总=mq.(6)热机效率也可表示为η= 等形式。
例题讲解
例1（热水器烧水效率问题）
天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为c=4 .2×103J/（kg•℃），天然气的热值为q=7.0×107J/m3。求：
（1）0.5m3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。
考点及考试要求
常以现代家用电器、机车、发电厂等为背景考查效率的计算，主要以综合计算题形式出现
一、教学内容
一、导入
现代的交通四通八达，机车的大量使用，给人们的生活和出行带来了方便，但同时也给环境造成噪音、空气等污染，保护环境是现代的主题和迫切的责任。汽车造成的空气污染，最主要的原因是燃料未能完全燃烧和利用，这样既造成环境污染，也浪费了资源。面对这样的情况我们应如何做呢？
（2）如果发电机输出的功率是0.09×1010W,那么发电机的工作效率大概是多少？
解析：（1）消耗煤的质量为： = kg=3× kg
(2)三峡水电站的发电功率为总功率：
由题意输出功率为有用功率 =0.09×1010W，则发电机的工作效率为：
η= =
总结：发电厂这类题，发装置输出的电能（电功率）为有用能量，而水具有的势能、风具有的风能、燃烧煤放出的能量（化学能），核裂变放出的核能、辐射的太阳能等为总能量（总功率）
教师签字：
教学后记
教导主任签字：
（1）活塞作用力为：F=PS（2）做一次功为：W=FL=PSL（3）做一次功所需要的时间：
(4)活塞做功的功率为： （5）一分钟内做功的次数为： 活塞一分钟做功为： （6）总能量为汽油或柴油燃烧放出的热量：Q=mq
(7)热机效率：η=
例题：一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程是25cm，做功冲程燃气产生的平均压强为9.84×105Pa，若飞轮的转速是600转/分钟，效率为30％，求汽油机在1小时内要消耗多少在汽油？（汽油的燃烧值为4.6×107J/kg）
（1）专用车牵引力所做的功？（2）该专用车的热机效率是多少？
解析：（1）专用汽车做匀速直线运动，F牵=f=3.0×103N，则
牵引力做的功W=FS=3.0×103×5.6×103J=1.68×107J
（2）消耗的燃油质量为：m=ρV= 0.8×103×1.5×10－3kg=1.2 kg
则Q放=mq=1.2×4×107J=4.8，高淳农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤，使50kg、20℃的水温度升高到80℃。（热值为2.4×107J/kg）求：
（1）水需要吸收的热量。
解析：（1）Q放=Vq=0.5×7.0×107J=3.5×107J
（2）Q吸=Cm△t=4.2×103×100×(70-20)J=2.1×107J
(3) Q有=Q吸Q总=Q放
η= = = =60%
总结：这类题关键是找出有用的能量为水吸收的热量：Q有=Cm△t，总能量为燃料完全燃烧放出的热量：Q总=mq或太阳辐射的能量