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首页 初中物理知识 功率的计算 热值 热机的效率 试题正文
  • 问答题
    某柴油机的功率为715W，每小时消耗柴油0.2kg，求这台柴油机的效率．（柴油的热值为3.3×107焦/千克．）
    本题信息：物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “某柴油机的功率为715W，每小时消耗柴油0.2kg，求这台柴油机的效率．（柴油的热值为3.3×107焦/千克．）” 主要考查您对

功率的计算

热值

热机的效率

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
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功率的计算公式：
（1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
（2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

公式法计算功率：
     运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能张冠李戴。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
例1 如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0．2m。在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求出此过程中：

(1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
(2)铁明克服重力做功是多少?
(3)铁明做功的总功率多大?
解析：竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出，克服重力做功等于重力与高度的乘积，即，总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
（1）0.24m/s
（2）
（3）

例2在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ海水=1．03×103kg／m3。
(1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
(2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3，密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动，求该力的大小。
(3)若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以0．5m／s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率。

解析：（1）由液体压强公式得，，
（2）物体在水下受平衡力的作用，则
则
（3）由题图可知，海水阻力与机器人的运动速度成正比，当机器人运动速度为0．5m/s时，f=175N 机器人匀速前进时，机器人水平推进力F=f
P=Fv=175N×0．5m/s=87．5W
答案：（1）7.21×105Pa（2）334N（3）87.5W


燃料的热值：
定义 1kg某种燃料完全燃烧放出的热量
物理意义 反映燃料燃烧放热本领的物理量
单位 J／kg或J／m3(气体)
单位意义 例：干木柴热值1．2×107J／kg表示1kg干木柴完全燃烧放出的热量是1．2×107J
性质 热值是燃料的一种特性
燃料燃烧放热公式 Q放=mq 或Q放=v·q
m代表质量，单位kg
q代表热值，单位J／kg
V代表体积，单位m3
Q放代表放出的热量，单位J

热值概念的理解：
(1)燃料的热值与燃料的种类有关，热值反映的是所有能燃烧的物质的一种性质，也就是说它是燃料的一种特性，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小。燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。

(2)“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽，1kg的某种燃料，只有在完全燃烧的情况下，放出的热量才等于这种燃料的热值，若该燃料在燃烧时没有完全燃烧，放出的热量就比对应的热值小。
燃料及其燃烧
 能够燃烧并且在燃料时放出光和热的物质，叫做燃料。
 燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧的过程中，燃料的化学能转化为内能，这就是我们常说的释放能量，然后，转移到其他物体上或转化为其他形式的能量供人们使用．
 说明：按照状态，燃料可分为固体燃料(如煤、炭、木材等)、液体燃料(如汽油、煤油、石油等)和气体燃料(如天然气、煤气、沼气等)。

热机的效率：
η=W有用/Q总×100%，其中W有用指用来做有用功的能量，Q总指完全燃烧释放的能量。

 提高热机效率的途径：
（1）燃料尽可能燃烧
（2）尽量减少各类热量的损失
（3）在热机的设计和制造上，采取先进技术
（4）使用时，注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的功。
机械效率、热效率、热机的效率的计算方法：
效率问题是中考的热点问题，例如前面我们学习简单机械时的机械效率、太阳能热水器的吸热效率、炉子的放热效率等。
1．机械效率：，其中W有用指有用功，即对人们有用的功；W总指利用机械做的总功。
2．热效率：，其中Q有用指有效利用的热量， E指总能量。如果是炉子，则E为燃料完全燃烧放出的热量(E=Q总=mq)；如果是太阳能热水器，则E为太阳射入的总能量；如果是电热器，则E为电流做功放出的热量(E=Ult)。
3．热机的效率：，其中W有用指用来做有用功的那部分能量，Q总指燃料完全燃烧释放的能量。
温室效应和热岛效应
1．温室效应：温室效应指的是地球表面一些气体 (如二氧化碳、氟氯烃、甲烷、氮氧化物、低空臭氧等)吸收部分的太阳辐射能量后，转化成内能释放到地球表面而不能散去．于是造成地表温度升高的效应。

2．热岛效应：起城市“热岛效应”的主要原因有：
①工厂、交通工具等散发出大量的热量；
②城市的建筑物、马路上的砂石的比热容小，相同日照条件下升温快；
③城市中水少，使热量不能被充分吸收；
④楼群林立．难以形成空气对流，主要的改进措施有：植树造林、建绿地和人工湖等。
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