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阅读下列材料，并解答问题：“可燃冰”被视为21世纪的新型绿色能

首页 > 考试 > 物理 > 初中物理 > 机械效率的计算/2008-12-12 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

题目

阅读下列材料，并解答问题：
“可燃冰”被视为21世纪的新型绿色能源。科学家估计，全球海洋底部可燃冰分布的范围约4000万平方公里，储量可供人类使用约1000年。我国南海海底存储着丰富的可燃冰资源，已经查明的储量相当于目前陆上石油、天然气资源量总数的三分之一。
可燃冰的主要成份是甲烷，1m³可燃冰可转化生成164m³的甲烷气体和0.8 m³的水，已知甲烷气体的热值为3.6×10⁷ J／m³。
桂林市新开通的301路公交车，使用LNG天然液化气为燃料，这种燃料的主要成份就是甲烷。
如果301路公交车满载乘客时总质量是6000kg，1m³可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量，可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶1640min，行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍，则这段时间内发动机的实际功率和效率各为多大？

所属题型：计算题试题难度系数：中档

答案

解：1 m³可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧放出热量：
Q＝q_甲烷V ＝3.6×10⁷J/ m³×164 m³＝5.904×10⁹ J
由题知： t＝1640min＝9.84×10⁴s由 P＝W / t可得
发动机的实际功率：P＝Q / t＝5.904×10⁹ J／9.84×10⁴s＝6.0×10⁴W
由题知：36km/h＝10m/s  由 v＝s／t  可得公交车行驶路程：s＝v t＝10m/s×9.84×10⁴s＝9.84×10⁵ m  (1分)
车匀速行驶，有：F_牵＝f＝0.05 G_车＝0.05mg＝0.05×6000 kg×10N/kg＝3×10³N
由W＝Fs可得牵引力做的有用功：
W_有＝F_牵s＝3×10³N×9.84×10⁵ m＝2.952×10⁹J   (1分)
发动机效率：η＝W_有 /Q＝2.952×10⁹J／5.904×10⁹J＝50%。

考点梳理

初中二年级物理试题“ 阅读下列材料，并解答问题：“可燃冰”被视为21世纪的新型绿色能”旨在考查同学们对热量的计算、功率的计算、机械效率的计算、速度公式及其应用、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。

热量的计算
功率的计算
机械效率的计算
速度公式及其应用

考点名称：热量的计算

热量的概念：

热量是指由于温度差别而转移的能量;也是指1公克的水在1大气压下温度上升1度c所产生的能量 ; 在温度不同的物体之间，热量总是由高温物体向低温物体传递;即使在等温过程中，物体之间的温度也不断出现微小差别，通过热量传递不断达到新的平衡。由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转化的能量;而该转化过程称为热交换或热传递;热量的公制为焦耳。

热量的计算公式：

①经某一过程温度变化为△t，它吸收(或放出)的热量。Q表示热量(J)，

Q=c·m·Δt.

Q吸=c·m·(t-t0)

Q放=c·m·(t0-t)

(t0是初温;t是末温)

其中C是与这个过程相关的比热(容).

热量的单位与功、能量的单位相同。在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦，缩写为J)(为纪念科学家焦耳而立)。历史上曾定义热量单位为卡路里(简称卡，缩写为cal)，只作为能量的辅助单位，1卡=4.184焦。

注意：1千卡=1000卡=1000卡路里=4184焦耳=4.184千焦

某一区域在某一时段内吸收的热量与释放、储存的热量所维持的均衡关系。

△T=(t1-t0)

②固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放=mq　气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq　Q表示热量(J)，q表示热值( J/kg )，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m^3)。