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1、例举能量转换效率计算的常见类型（江苏吴江桃源中学 钮云坤 ）提起效率,同学们一般都会想到简单机械的机械效率,即有用功与总功的比值，其实效率在能量转移或转化过程中有着广泛的应用。使用能源的过程实际上就是能量转移或转化的过程，能源在一定条件下可以转换成人们所需要的各种形式的能量，例如，煤燃烧后放出热量，可以用来烧水、做饭、取暖；也可以用来生产蒸汽，推动蒸汽机转换为机械能，或者推动汽轮发电机转变为电能。电能又可以通过电动机、电灯或其它用电器转换为机械能、光能或内能等。一般情况下能源不可能全部转化为人们需要得到的能量，所谓能量转换效率就是人们需要得到的能量（即有用能量）与当初消耗总能量的比值，计算公式
2、为效率=输出有用能量/输入的总能量。当今社会能源紧缺，如何提高能源利用率是我们迫切需要解决的热点问题，有关能量转换效率的计算在考卷上屡见不鲜，现例举如下：1、 电热水壶烧水：如功率为100W的电热水壶正常工作28分钟，可将4Kg水从20加热到100，其效率多大？用电热水壶烧水时水的温度升高需要吸收热量，水增加的内能是我们需要的能量，属于有用能量，而电热水壶消耗的电能是输入的总能量，所以此电热水壶烧水的效率为：=Q吸/W=c m t/P t=4.21034（10020）/（1002860）=80%2、锅炉烧水：如某锅炉将100Kg水从32加热到100，需要燃烧3.36Kg热值为3.4107J/K
3、g的无烟煤，其效率多大？用锅炉烧水时，水增加的内能是有用能量，而燃料完全燃烧放出的能量（即燃料的化学能）是输入的总能量，所以此锅炉烧水的效率为：=Q吸/Q放=c m t/q m煤=4.2103100（10032）/（3.41073.36）=25%3、太阳能热水器：如有一总集热面积为1.35m2的热水器10h可将100Kg水从20加热到80，而每m2每小时地球表面接收的太阳能为3.6106J，其效率多大？太阳能热水器工作时，水增加的内能是有用能量，辐射到集热管的太阳能为输入的总能量，此太阳能热水器烧水的效率为：=Q吸/Q太阳=c m t/ Q太阳=4.2103100（8020）/（3.61061
4、.3510） =51.85%4、热机：（1）. S195柴油机标有“0.27Kg/Kwh”，即它每消耗0.27Kg柴油可输出1Kwh的有用能量（柴油热值为q=3.3107J/Kg），其效率多大？热机是把内能转化为机械能的机器，其中获得的机械能是属于有用能量，而燃料完全燃烧放出的热量是输入的总能量，此柴油机的效率为： =W有/Q放= 1Kwh/qm=3.6106/（3.31070.27）=40.4% （2）. 某新款汽车发动机输出功率为69Kw，1h耗油20Kg（汽油热值为q=4.6107J/Kg），其效率多大？此过程中，输出的有用能量用W有= P出t计算，此汽车发动机的效率为=W有/Q放=P出
5、t/qm=691033600/（4.610720）=27%5、电动机：标有“6v3w”的电动机线圈内阻为3，在不计摩擦的情况下正常工作其效率多大？电动机工作时电能转化为机械能和内能，如不计摩擦，此内能就是电动机线圈本身通电时产生的电热，这样获得的机械能就等于消耗的电能减去产生的电热。此电动机正常工作时电流I=P/U=3w /6v=0.5A，此电动机的效率为：=W机/W总= （W总-Q）/ W总=（Pt-I2Rt）/ Pt=（P-I2R）/P=（30.523）/3=75%6、太阳能电池：某太阳能汽车，太阳光照射到它的电池板上的辐射总功率为8103W，在晴朗的天气，电池板对着太阳时产生的电压为16
6、0v，并对车上的 电动机提供10A的电流，其效率多大？太阳能电池是利用太阳能获得电能的装置，产生的电能属于有用能量，而消耗的太阳能是 输入总能量。此太阳能电池的效率为：=W电/Q太= UIt/P太t= UI/P太=16010/（8103）=20%7、白炽灯：一只40W的白炽灯正常工作1秒钟产生光能约8J，其效率多大？白炽灯正常工作时电能转化为光能和内能，其中获得的光能是有用能量，而它消耗的电能是输入总能量。此白炽灯发光的效率为：=W光/W电= W光/Pt=8/（401）=20%， 8、火力发电：某电厂燃烧1t无烟煤可发电92Kwh，其发电效率多大？火力发电是将燃料的化学能转化为电能，所获得的电
7、能即为有用能量，消耗的燃料的化学能就是输入总能量。其发电效率为：=W电/Q放=92 Kwh/qm=923.6106/（3.4107103）=10% 9、高压输电：有一110Kv22Mw高压输电设备，输电线总电阻50，其输电效率多大？高压输电时，输出端（给用户提供）的电能就是有用能量，而输入端输入的电能就是输入总能量，两者的差距就是输电线本身消耗 的电能（即电热）。高压输电中电流I=P/U=22w106 /（110v103）=200A，其输电效率为：=W有/W总=（PtI2R线t）/ Pt=（PI2R线）/P=（22106200250）/（22106）=90.9% 10、电动车：160V 10A的电动车，在平直路面上匀速行驶，所受地面阻力为288N，1h行驶15Km，其效率多大？电动车行驶时将电能转化为机械能，获得的机械能克服摩擦做功使车前进，所以它克服摩擦做的功就是有用能量，而消耗的电能为输入总能量。此电动车的效率为：=W有/W总=f.S/UIt=28815103/（160103600）=75%以上只是计算能量转换效率的常见类型，实际生活中有关能量转换效率的问题还有很多。
例举能量转换效率计算的常见类型(共3页)
