热学、电热和电力综合计算题
W牵引 9.2×105 J = Q 放= =4.6×106 J η 20%
发动机消耗汽油的质量为 Q 放 4.6×106 J m= q = =0.1 kg. 7 J/kg 4.6×10
油发动机的效率为 20%.(汽油的热值是 4.6×107 J/kg) (1)在图 5-3-4 表示汽车的方框上画出汽车匀速运动过程 中,水平方向的受力示意图. (2)求汽车运动 100 s 内: ①发动机对汽车的牵引力多大? ②牵引力做了多少功? ③汽车通过的距离有多长? ④发动机消耗汽油的质量是多少? 图 5-3-4
(2)获得的机械能为
W 牵引力=ηW 电=3×106 J×80%=2.4×106 J
车充一次电后,最多能跑的距离为
2.4×106 J s= W= F 40 N =60 000 m.
题型 3 电、热综合计算 【例 3】风力发电如图 5-3-3 所示.下表给出了不同风 速下每台风力发电机的功率.(结果保留两位小数)
4 6 Q W 4.56×10 ×3.6×10 J m= q = q = 3×103 J/kg
=5.47×107 kg=5.47×104 t.
题型 4 力、热综合计算 【例 4】 (2012 年广州)重 410 N 的汽车在水平路面上匀速
运动,所受阻力为 920 N,汽车牵引力的功率为 9.2 kW,其汽
第 3 课时 热学、电热和电力综合计算题
物理量 物体吸热、放热
公式 Q=cmΔT
注意事项 使用Q=cmΔT计算热量时,要注意 区分“升高到”和“升高”及“降 低到”和“降低”的不同意义 气体燃料燃烧放热的另一个计算公 式为: Q=qV
燃料完全燃烧放 热
Q=qm
物理量
电热器的 η=
公式
注意事项
不考虑热量损耗时,电热器
思维点拨:画多个力的示意图时,常把各力的作用点统一 在物体的几何中心上;汽车在水平路面上匀速运动时,牵引力 等于阻力. 解:(1)如图 45 所示.
图 45 (2)①因为汽车做匀速直线运动,所以汽车受到的牵引力
F牵引=F 阻=920 N. ②牵引力做的功为
W 牵引=Pt=9.2×103 W×100 s=9.2×105 J. ③汽车通过的距离为 W牵引 9.2×105 J = s= =1 000 m. F 牵引 920 N ④因为ηQ 放=W 牵引,所以有
该车充一次电后,最多能跑多远?
思维点拨:电动自行车承受的最大重量和电动自行车的重 力之和等于车轮能承受的最大压力;电动自行车工作时,将消 耗的电能一部分转化为机械能,用来克服摩擦力做功,所以获 得机械能等于克服摩擦力做的功.
解:(1)该车车胎能承受的最大压力是 F=pS=2×105 Pa×200×10-4 m2=4×103 N 该车的最大载重量 G=F-G 车=4×103 N-600 N=3.4×103 N.
效率
电动机的 效率 太阳能电 池的光电
Q吸 cmΔT = Pt ×100% 产生的热量一般利用Q=W电 W电 =Pt
W牵引力 Fs η= = Pt×100% W电 W电 η= ×100% W太阳
牵引力做的功为有用功 电动机消耗的电能为总能量 得到的电能为有效能量 接收的太阳能为总能量
效率
题型 1 热量有关的计算 【例 1】安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重 视和广泛利用,如图 5-3-1 所示,一太阳能热水器内装有质 量为 250 kg,温度为 20 ℃的水,在阳光照射一段时间后,水温
庭常用的交通工具.图 5-3-2 所示的电动车自身重量为 600
N,两个车轮与地面的总接触面积为 200 cm2,车胎能承受的最
大压强为 2×105 Pa.
图 5-3-2
(1)该车的最大载重量是多大?
(2)该车每次充电储存电能 3×106 J,电能转化为机械能的 效率为 80%.若车以某一速度匀速行驶,受到的阻力是 40 N,求
平均风速/(m·s-1) 5 6 8 9
功率/kW
9
16
Hale Waihona Puke 3855图 5-3-3
(1)若在某段时间内的风速为 6 m/s,一台发电机工作 1 小
时,产生的电能可供小明家的空调(220 V 5 A)、电热锅(220 V
40 Ω)同时工作多少小时?
(2)若年平均风速为 8 m/s,50 台这样的风力发电机工作一 天,获得的电能相当于完全燃烧多少吨煤?(煤的热值为 3×103
Q 吸=cm1Δt
=4.2×103 J/(kg· ℃)×250 kg×(80-20)℃
=6.3×107 J.
(2)燃烧干木柴放出的热量为 Q 吸=Q 放=6.3×107 J
Q放 6.3×107 J 干木柴的质量 m= = q 1.2×107 J/kg=5.25 kg .
题型 2 电、力综合计算 【例 2】电动自行车以其环保、快捷、轻便的优势成为家
升高到 80 ℃.[c 水=4.2×103 J/(kg· ℃)]求:
(1)水吸收的太阳能是多少?
(2)这些能量相当于完全燃烧多少千克 干木柴放出的热量?[q 干木柴=1.2×107 J/kg] 图 5-3-1
思维点拨:水温升高到 80 ℃说明末温为 80 ℃,不是温度 差为 80 ℃,水吸收的太阳能数值上等于干木柴完全燃烧放出的 热量. 解:(1)水吸收的太阳能为
U2 (220 V)2 电热锅的功率 P2= = =1 210 W=1.21 kW R 40 Ω W 16 kW· h = 工作时间为 t= =6.93 h. P1+P2 1.1 kW+1.21 kW (2)一天的发电总量
W=Pt=38 kW×50×24 h=4.56×104 kW· h
燃烧煤的质量
J/kg)
思维点拨:从表格中获取平均风速对应发电机的功率, 利
用它们可计算出电能.发电机产生的电能和煤完全燃烧放出的
热量相等,是电能和热量联系的桥梁.
解:(1)风力发电机产生的电能
W=Pt=16 kW×1 h=16 kW· h 空调的功率为 P1=UI=220 V×5 A=1 100 W=1.1 kW