1、主讲教师：翟树荣主讲教师：翟树荣1 1、理解能量转化过程中有效利用的能量、理解能量转化过程中有效利用的能量 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、会用公式计算有效利用的能量和总能量量3 3、理解、理解能量利用率能量利用率和热效率的意义，能和热效率的意义，能用效率的公式解决实际问题用效率的公式解决实际问题学习学习目目标标太阳能热水器汽车电动自行车电热水器一、一、太阳能热水器效率的计算太阳能热水器效率的计算例例1、2010年上海世博会通过大年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、面积推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低污染、低排放为特点的绿色环保技
2、术，来体现技术，来体现“城市，让生活更美城市，让生活更美好好”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，热水器上的集热器的面积是器上的集热器的面积是2.5m2，在与，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得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到的太阳辐射功率约为1400W，如，如果将整箱水的温度从果将整箱水的温度从200C加热到加热到700C，需要阳光照射，需要阳光照射5小时。求太阳小时。求太阳能热水器的利用效率。能热水器的利用效率。一一n思考：思考：本题中什么是有效利用的能量？本题中什么是有效利用的能量？什么是总能量？
3、什么是总能量？120L水温度从水温度从200C加热到加热到700C吸收的热量吸收的热量有效利用的能量：有效利用的能量：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n解：解：120L水的体积：V=120L=120dm3=1.2x10-1m3n120L水的质量：由=m/V得nm水=水v水=1.0 x103kg/m3x1.2x10-1m3=120kg Q吸=C水m水（tt0）=4.2x103x120kgx(700C200C)=2.52x107JQ太阳=pt.s=1400wx5x3600sx2
4、5m2=6.3x107JQ吸/Q太阳=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：太阳能热水器太阳能热水器效率计算方法效率计算方法应用太阳能加热物体时应用太阳能加热物体时W有有=Q吸吸=cmt（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）=有效利用的能量有效利用的能量/总能量总能量当堂检测：当堂检测：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
5、过10h，该热水器中水，该热水器中水的温度从的温度从20升高到升高到70，【水的比热容为水的比热容为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，求该热水器上太阳辐射功率【太阳辐射功率是指太阳辐射功率是指1h内投射到内投射到1m2面积上的太阳能，单位：面积上的太阳能，单位：J/（m2h）】n例例2、随着国民经济的发展，汽车已走进广大家庭。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，某实验小组而发动机的效率是汽车
6、的经济性能指标之一，某实验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，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小轿车匀速行驶过程中受到的平均牵引力为900N。请计。请计算：算：n（1）小轿车匀速行驶过程中牵引力的功率是多大？）小轿车匀速行驶过程中牵引力的功率是多大？n（2）小轿车发动机的效率是多大？）小轿车发动机的效率是多大？n（汽油的热值：（汽油的热值：4.6x107J/kg,计算结果保留一位小数）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
7、算二、热机效率的计算思考：思考：本题中什么是有用功？什么是总功？本题中什么是有用功？什么是总功？有用功：有用功：汽车汽车牵引力牵引力在在15min内所做的内所做的功功总总功：功：1.4kg汽油完全燃烧汽油完全燃烧放出的热量放出的热量解解：（1）汽车行驶的速度：汽车行驶的速度：90km/h=25m/s汽车行驶的路程：汽车行驶的路程：由由v=S/t得得 S=vt=25m/sx15x60s=22500m W有有=FS=900Nx22500m=2.025x107J汽车做的有用功汽车做的有用功(2)燃料燃烧放出的热量燃料燃烧放出的热量 W总总=Q放放=qm=4.6x107J/kgx1.4kg=6.44x
8、107JW有有/W总总=2.025x107J/6.44x107J=31.4%汽车牵引力的功率：汽车牵引力的功率：nP=W/t=2.025x107J/15x60s=22500w=22.5kw汽车发动机的效率：汽车发动机的效率：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（燃料燃烧释放的热量）（燃料燃烧释放的热量）W W有有/W W总总汽车行驶过程中汽车行驶过程中小结：小结：2、热机工作时、热机工作时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（燃料燃烧释放的热量）（燃料燃烧释放的热量）W有有=Q吸吸=cmt（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、能量利用率、能量利用率W有有/W总总当堂检测：当堂检测：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%，汽油热值为，汽油热值为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?
