專訓(xùn)2：能量利用效率的綜合計(jì)算

專訓(xùn)2：能量利用效率

的綜合計(jì)算習(xí)題課第二章改變世界的熱機(jī)關(guān)于爐灶的效率：爐灶的效率與熱機(jī)的效率求法相同，先分別求有效利用的能量和總熱量，再利用效率公式求爐灶的效率。這里注意，一般來(lái)說(shuō)，水吸收的熱量為有效利用的能量。1訓(xùn)練角度爐子效率的計(jì)算(中考·德州)天然氣灶使用方便、經(jīng)濟(jì)環(huán)保。如圖所示，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，天然氣灶將一壺質(zhì)量為3kg、溫度為20℃的水加熱至沸騰，大約需要10min。已知：水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值為3.5×107J/m3。求：(1)水吸收的熱量；(2)若天然氣完全燃燒放出的熱量60%

被水吸收，燒開這壺水需要多少天然氣？例1(1)由熱量計(jì)算公式，得：

Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×3kg×(100℃

－20℃)＝1.008×106J；(2)天然氣完全燃燒放出的熱量Q放與水吸收的熱量Q吸之

間的關(guān)系為：由Q放＝qV，得：【解】(中考·呼和浩特)王大剛同學(xué)和家人在郊外野餐，用木炭燒水。鐵鍋內(nèi)裝有5kg水，把水從18℃加熱至98℃，已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。如果木炭的熱值為3.4×107J/kg，它燃燒放出的熱量有10%被水吸收。求：(1)在這個(gè)過程中水吸收的熱量；(2)在這個(gè)過程中用掉多少木炭？【同類變式】1.(中考·蘇州)某學(xué)習(xí)小組同學(xué)想研究酒精燈燒水時(shí)的熱效率。他們用酒精燈給100g的水加熱，經(jīng)過一段時(shí)間測(cè)得水溫升高了60℃，消耗了4.2g酒精。已知：水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，酒精的熱值為3×107J/kg。求：(1)此過程中水吸收的熱量；(2)4.2g酒精完全燃燒放出的熱量；(3)酒精燈燒水時(shí)的熱效率。2.(中考·安徽)某家庭用燃?xì)鉄崴鲗①|(zhì)量為100kg、溫度為20℃的自來(lái)水加熱到50℃，消耗的天然氣體積為1m3(假設(shè)天然氣完全燃燒)。已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值為3.2×107J/m3。求：(1)1m3天然氣完全燃燒放出的熱量；(2)水吸收的熱量；(3)該熱水器工作的效率。3.2訓(xùn)練角度能量利用效率的計(jì)算太陽(yáng)能熱水器是直接利用太陽(yáng)能給水加熱的裝置，下表是小明家的太陽(yáng)能熱水器某天在陽(yáng)光照射下的相關(guān)信息，求：例2太陽(yáng)照射時(shí)間/h裝水量/kg吸熱板面積/m2水升高的溫度/℃水的比熱容/J·(kg·℃)－1太陽(yáng)輻射功率/J·(m2·h)－1101002.5504.2×1031.68×106(1)水在10h內(nèi)吸收的熱量。(2)如果水吸收的熱量用天然氣來(lái)提供，需要完全燃燒多少米3的天然氣(天然氣的熱值為8.4×107J/m3，天然氣完全燃燒放出的熱量全部被水吸收)。(3)該太陽(yáng)能熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率。(1)水吸收的熱量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×50℃＝2.1×107J。(2)由題意，Q放＝Q吸＝2.1×107J，需要天然氣的體積：(3)10h太陽(yáng)能熱水器吸收的太陽(yáng)能：Q總＝1.68×106J×2.5×10＝4.2×107J，【解】(中考·泰州)三峽水電站有“照亮半個(gè)中國(guó)”的美譽(yù)，它的年平均發(fā)電量約為3.06×1017J，相當(dāng)于一座年消耗5×1010kg標(biāo)準(zhǔn)煤的火力發(fā)電站的發(fā)電量。(1)標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為2.9×107J/kg，完全燃燒5×1010kg標(biāo)準(zhǔn)煤能放出多少熱量？(2)以三峽水力發(fā)電代替同等的火力發(fā)電，每年會(huì)少排CO2氣體1