比亚迪43％热效率刷新中国动力新高度

热效率的计算：主要指太阳能热水器热效率的计算、燃料利用效率的计算和热机效率的计算。热效率的计算，综合了物体吸收热量的计算、燃料完全燃烧放出热量的计算、机械功和功率的计算，既是中考试题的热点，也是学习的难点。

一、热机效率

效率η＝W有／Q放；

其中W有一般为牵引力做的功（匀速运动时F＝f），常用公式W 有=Fs＝fs（或Pt）计算，Q放是燃料完全燃烧放出的热量，常用公式Q放 ＝mq或Q放 Vq计算

例1：［2020·湖北十堰中考］某款汽车质量为1600kg，车轮与地面总接触面积为0.05㎡。某次在水平高速公路上以72km／h的速度匀速行驶了23min，所受阻力为汽车重力的0.2。燃油的热值为4.6x107J／kg，g取10N／kg。求：

（1）汽车静止时，对水平地面的压强。

（2）牵引力做功的功率。

（3）若燃油完全燃烧，内燃机的效率是40％，至少消耗多少千克燃油？

解析：（1）汽车质量m＝1600kg，

其重力：G＝mg＝1 600 kgx10 N／kg＝1.6x104N；对水平地面的压力：F＝G＝1.6x104N，受力面积S＝0.05㎡，

汽车对水平地面的压强：p＝F/S＝1.6x104N/ 0.05㎡=3.2x105 Pa。

（2）由题知，汽车所受阻力：f＝0.2G＝0.2x1.6x104N＝3 200N，因为汽车在水平高速公路上匀速行驶，所以汽车受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等，

则汽车的牵引力：F＝f＝3 200N，

汽车匀速行驶的路程：s＝vt＝72x1/3.6m/sx23x60s=27 600m,

牵引力做功：W＝Fs＝3 200 Nx27 600m＝8.832x107J，

牵引力做功功率：P＝W/t＝ 8.832x107J/23x60s＝6.4×104w

（3）由η＝W有／Q放＝40％可得燃油完全燃烧放出的热量：

Q放=W/40%＝8.832x107J /40％=2.208x108J,

由Q 放=mq可得完全燃烧燃油的质量：

m油=Q放/q＝ 2.208x108J/4.6x107J/kg =4.8kg。

二、燃料烧水效率

效率η＝Q吸／Q放；

其中Q吸是被加热物体吸收的热量，常用公式Q吸＝cmΔt计算，

Q放是燃料完全燃烧放出的热量，常用公式Q放 ＝mq或Q放 =Vq计算

例2：［2020·山东聊城中考］小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时，把50kg的水从20℃加热到54℃，天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3，已知水的比热容c＝4.2x103J／（kg·℃），天然气的热值q＝7.0x107J／m3。求：

（1）水吸收的热量；

（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量；

（3）该热水器的效率。

解析：（1）水吸收的热量Q吸=cm水（t-t。）＝4.2x103J／（kg·℃）x50kgx(54℃-20℃)=7.14x106J。

（2）消耗的天然气体积V＝1 365.17m3-1 365.05m3＝0.12m3

消耗的天然气完全燃烧放出的热量：

Q放=qV=7.0x107 J/m3x0.12m3=8.4x106J。

（3）该热水器的效率

η＝Q吸／Q放＝7.14x106J/8.4x106J＝85％

三、太阳能烧水效率

效率η＝Q吸／Q；

其中Q吸=cmΔt;Q为太阳能板吸收的总热量，计算Q时，既要考虑太阳能热水器接收太阳能的有效面积，还要考虑照射时间，是计算的易错点

例3：（云南中考改）太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进了千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为2㎡，1㎡面积上1h接收到的太阳能平均为2.52x106J，若阳光照射该热水器5h，可以使质量为80kg的水温度升高30℃，求：［c水＝4.2x10sJ/(kg·℃)]

（1）水吸收的热量。

（2）该热水器对太阳能的利用率（热水器中水吸收的热量与吸收的太阳能的比值。通常用百分数表示）。

（3）太阳能热水器的优点。

解析：（1）水吸收的热量为：Q 吸水＝c水m水 Δt＝4.2X103 J/(kg·℃)x80 kgx30 ℃=1.008x10J。

（2）吸收的太阳能：Q吸＝2.52x106J／（㎡·h）X2㎡x5h=2.52x107J。

对太阳能的利用率：

η＝Q吸水／Q吸x100%＝1.008x107J/2.52×107J×100%=40%。 2.52x10J

（3）太阳能的优点是取之不尽用之不竭，清洁无污染。