能量转化中的效率计算

能量可以从一种形式转化为另一种形式，要实现这种能量的转化需要一定的设备，由于设备本身的限制，不可能将一种能量全部转化为另一种能量，这就出现了设备的效率问题。笔者发现，2019年各地中考以设备的效率为载体，围绕有用的能量和总能量涉及的相关知识设置考点，试题的综合性较强，覆盖初中物理的力、热、电、能量等知识。

1．锅炉的效率

例1．（2019鞍山）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg 的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J／（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×l07J／kg。求：

（1）锅炉内的水吸收的热量是多少?

（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?

（3）此锅炉的效率是多少?

解析：试题以锅炉为载体，考查了吸热升温公式和燃料燃烧放热公式。要求锅炉的效率，需要清楚锅炉将燃料燃烧放出的热量转化为水的内能，因此水温度升高吸收的热量是有用的能量，无烟煤完全燃烧放出的热量是总能量。

答案：（1）

（2）

（3）锅炉的效率

2．柴油抽水机的效率

例2．（2019荆门）今年我省出现大面积干旱，造成农田缺水，严重影响农作物生长，为缓解旱情，很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。某柴油抽水机把湖水抬升4.5m

流入沟渠，再去灌溉农田。已知在2h内抬升了1600m3的水，此柴油抽水机的效率为40%，柴油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg，求：

（1）此柴油抽水机2h做了多少有用功？℃

（2）此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油？

（3）此柴油抽水机的总功率为多少千瓦？

解析：柴油抽水机将柴油完全燃烧产生的能量通过克服重力做功转化为水的重力势能。试题以此为载体，考查了质量、密度、重力、热值、功和功率等知识。

（1）虽然抽水机是将水连续地分批抽上去，我们可以想象成抽水机将全部1600m3的水一次性地在2h内缓慢抬升

4.5m，这就是等效法的应用。这样利用计算出水的质量，再用计算重力，然后用就可以计算出有用功。

（2）要计算柴油的质量，需要先计算柴油燃烧放出的热量。这就要利用柴油抽水机的效率为40%这个数据。教学中发现很多同学常犯一个错误，就是利用柴油抽水机做的有用功去乘以效率。避免错误的方法是想清楚柴油燃烧放出的热量是总的能量，总的能量要比有用的能量数值大。应该根据，得

到。

（3）柴油抽水机的总功率应该用总能量除以时间计算，总能量就是柴油燃烧放出的热量，时间是2h，要注意把单位化成秒。

答案：（1）

（2）根据，得

（3）

3．太阳能的效率

例3．（2019广东）阅读下面的短文，回答问题。

太阳能热水器

太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要。它具有安全、节能、环保等优点。如图1所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空。如图2所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。

玻璃吸热管工作原理如图所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为热能，将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下

运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。

请回答以下问题：

（1）玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，所受到的浮力____重力。

（2）能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上?简单说明理由。。

（3）将质量为100kg的初温为20℃的水加热到60℃，求这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是4.2×103J/（kg?℃）]

（4）某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2，热效率为η=40%（即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的热能），该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×103W/m2（即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为

1.4×103J）。在第（3）小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多少小时?

解析：太阳能热水器把太阳能转化成热能，把水从低温加热到高温。以此为背景，试题考查了浮力、热传递、热量、效率等知识。

（1）通过阅读材料可知，玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小而向上运动，这就是上浮，所以水受到的浮力大于重力。

（2）黑色的吸热材料能把太阳能更有效地转化为热能，若涂在玻璃吸热管的外表面，只能使吸热管的外表面温度更高，中间的真空层不利于将热量传递给内层管内的水。（3）利用吸热升温公式，就可以计算水吸收的热量。（4）这一问考查学生收集信息、处理信息的能力。通过阅读要理解好热效率、太阳能辐射到地面的平均功率这两个概念。设需要加热的时间为t，则该太阳能热水器接收到的太阳能为PS t，转化为水的内能为PS tη，这个内能等于第（3）小题中水吸收的热量，这样利用方程就可以求出t。答案：（1）大于

（2）不能；因为这样只能使吸热管的外表面温度更高，中间的真空层不利于将热量传递给管内的水。

（3）

（4）设需要加热的时间为t，则热水器接收到的太阳能为PS t，转化为水的内能为PS tη，

根据，得

4．钻木取火中的效率

例4．（2019杭州）人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页。钻木取火的一种方法如图3所示，将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓。木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能，而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到

约260℃时木棒便开始燃烧。因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0.25g。已知：来回拉一次钻弓需1.0s，弓长为s=0.25m，人拉弓的力为16N，木头比热容C=2×103J／（kg·℃），室温为20℃。问：（1）人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少？（2）人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25％被木棒尖端吸收，则1s内可使木棒尖端温度提高多少℃？

（3）请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来？

解析：（1）利用就可以求人所做的功，但要注意因为是人来回拉一次钻弓，所以距离要乘以2。

（2）钻木取火时将人做的功转化为内能。所以人做的功对应的是总能量，转化的内能是有用的能量。这样利用，可以求出升高的温度。

（3）由第二问中人1s内做功可使木棒尖端提高的温度，根据比例关系就可求要让木棒尖端温度升高（260℃—20℃）需要的时间。

答案：（1）

（2）根据，得：

（3）

5．汽车发动机的效率

例5．（2019湛江）2019年12月30日通车的湛徐高速，使

得从湛江市区到徐闻县海安港口全程只需约1个小时，从而使雷州半岛的居民从此真正进入湛江市“一小时生活圈”。今年“五·一”期间，爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观“大汉三墩”景点，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.8×103kg，车轮与地面的总接触面积为0.09m2，当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机牵引力为1000N，效率为30％，汽油的热值为4.6×107J／kg（假设汽油完全燃烧，g取10N／kg）。求：（1）汽车静止时对路面的压强；

（2）汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率；（3）若汽车按照这种方式行驶，这次旅行全程往返250km，牵引力做的功是多少？李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多

少kg？

解析：汽车发动机工作时将汽油燃烧放出的内能转化为机械能。以此为载体，试题考查了压强、功、功率、热量等知识。

（1）利用，可以求压强。其中压力F=G=mg

（2）计算功率，可利用P=Fv，不过要注意将速度单位化为国际单位，90km/h=25m/s

（3）计算功，直接利用W=Fs即可。要计算汽油的质量可根据。

答案：（1）汽车静止时对地面的压力

F=G=mg=1.8×103kg×10N／kg=1.8×104N 。汽车静止时对地面的压强：2×105Pa。

（2）汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率：P=Fv=1000N×25m/s=2.5×104W

（3）全程往返约250km牵引力所做的：

W=Fs=1000N×2.5×105m=2.5×108J，由得全程往返约250km 需要汽油的质量为：

6．电热饮水机的效率

例6．（2019泰州）下表是一台常用的电热饮水机的铭牌数据，图4是它的电路原理图，其中S是温控开关，R1是定值电阻，R2是加热电阻。当S闭合时，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处于保温状态

水桶容量

20L

热水箱容量

额定电压

220V

加热功率

440W

保温功率

40W

（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大?

（2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃．需用时14min[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]。求此加热过程中：①水吸收的热量；②饮水机的加热效率。（3）求电阻R1的阻值（保温功率是指整个电路消耗的功率）。

解析：电热饮水机能将电能转化为内能，试题以此为背景考查了电路、电功率、质量、密度及热量、效率的有关计算，试题的综合性较强。

（1）由铭牌数据提供的信息，饮水机在加热状态下的功率为440W，饮水机正常工作时的电压为220V，要求电路中的电流，只要利用即可。

（2）要求水吸收的热量，需要利用，式中m应该是热水箱中水的质量，不能是水桶中的水的质量。要求热水箱中水的质量，利用即可，其中V=1L=10-3m3。饮水机将电能转化为内能，转化的内能是有用的能量，消耗的电能是总能量。消耗的电能可以用计算，其中P=440W，t=14min=14×60s=840s。（3）图4中，当S闭合时，电阻R1被短路，只有电阻R2工作，此时饮水机处于加热状态，根据第一问中的电压和电流可以求出电阻R2的阻值；当S断开时，电阻R1和R2串联，饮水机处于保温状态，此时功率为40W，利用，可求出

电流，再利用可求出总电阻，进而求R1。当然也可以利用计算电阻R２和总电阻。

答案：（1）电路中的电流。

（2）热水箱中水的质量，水吸收的热量

消耗的电能

饮水机的加热效率

（3）电阻R2的阻值

电阻R1的阻值

从以上几例可以看出，以设备的效率为载体的试题，综合性较强，涉及了初中物理大部分知识。其中有关设备效率的计算常出现错误，弄不准哪种能量在分子，哪种能量在分母。这里只要弄清设备是将什么能转化成什么能，前面的能量是总的能量，转化成的能量是有用的能量，设备的效率就等于有用的能量除以总的能量。

微波：波速、相速、群速和能量传输速度的区别与联系

波速、相速、群速、能量传输速度 1、定义波速（wave celerity）：单位时间内波形传播的距离，以波长与波周期之比表示.V=入/T. 相速(phase velocity)：相速度,单一频率的正弦电磁波波的等相面（例如波峰面或波谷面）在介质中传播的速度v=c/n，c为自由空间中的光速，n为介质对该频率电磁波的折射指数。在理想介质中，电磁波的相速仅与介质参数有关. 群速(group velocity)：（1）、波列作为整体的传播速度（2）波群传播的速度。波的群速度，简称群速，是指波的包络传播的速度。实际上就是波实际前进的速度。群速是一个代表能量的传播速度。概念引入原因：实用系统的信号总是由许多频率分量组成，在色散介质中，各单色分量将以不同的相速传播，因此要确定信号在色散介质中的传播速度就发生困难，为此引入群速的概念，它描述信号的能量传播速度。能量传播速度：群速是波群的能量传播速度. 2、相互关系（1）相关概念非色散介质：无线电波在介质中传播时，介电常数ε与频率无关，波的传播速度也与频率无关的介质；色散介质：与此相反，如果介电常数ε或传播速度v与频率有关的介质. 正常色散：一切无色透明介质在可见光区域均表现为正常色散。特点：波长变大时，由v=λf,频率不变，则V增大。而n=c/v，则折射率值n变小，角色散率D变小。

反常色散：在某些波段会出现，波长变大时折射率值增大的现象，这称为反常色散。反常色散同样是物质的普遍性质。反常色散与选择吸收密切相关，即在发生物质的选择吸收波段附近出现反常色散。角色散率：由夫琅和费衍射理论知，产生衍射亮条纹的条件（光栅方程）：dsinθ=kλ（k＝ 1， 2，…， n）光栅方程对λ微分，就可得到光栅的角色散率：ψ=Δθ/Δλ=k/dcos. 角色散率是光栅、棱镜等分光元件的重要参数，随着k的增大，色散率也就越大。它表示单位波长间隔内两单色谱线之间的角间距，当光栅常数d愈小时，角色散愈大；光谱的级次愈高，角色散也愈大。且当光栅衍射时，如果衍射角不大，则cosθ接近不变，光谱的角色散几乎与波长无关，即光谱随波长的分布比较均匀，这和棱镜的不均匀色散有明显的不同。（2）他们之间的相互关系波速与相速：（1）、由波动方程所确定的光波速度v=c/n，反映了光波波面相位的传播速度。（2）、相速度只代表相位变化的快慢，并不代表电磁波能量的真正传播速度。（3）、电磁波的波速（3*10^8）是固定不变的.电磁波的相速（c/n,n可以小于1）于介质n有关，可以超过光速，也可以为负值. 波速与群速：群速则总小于自由空间的光速c。由于色散的存在，同一光信号所包含的不同光谱成分在色散介质中不能同步传播,其合振动是一个复色平面波,随着该平面波以一相速度向前传播，调制波也以一速度速度向前优越传播，该速度反映了光波能量度的传播速度，故称之为光波在色散介质中的群速度。相速与群速：群速和相速只是在频散煤质中才有差别.群速度可以理解为多个频率的光相互影响和形成的一个周期性的复杂震动。其相速度是这个周期中某一个震动形式相同的位置的传播速度，群速度就是整个这个周期传播的速度。在无色散介质中，群速等于相速度，其群速度跟相速度同方向同大小；在色散介质中，群速度不等于相

电力能量转换效率测量方法 (应用指南)

是德科技能量转换效率测量方法应用指南

什么是能量转换效率？效率是对为完成特定任务而投入的时间和精力的有效性评估。如果此任务是将一种形式的能量转换为另一种能量，那么转换效率指的是能量转换的实施效果。对于电力转换过程而言，效率的测量方式为输出功率（单位为瓦特）除以输入功率（单位为瓦特），用百分比表示。在电力电子学中，使用希腊字母（η）来表示效率。参见图 1。理想的电力转换过程的效率为 100%。但是，达到 100% 的效率是不可能的，因为所有真实的电子器件均会以热能的形式损失部分能量。部分输入功率用于能量转换过程本身，因此输入功率不会完全转换为输出功率。因此，效率必定小于 100% 。 Power out (W) Efficiency(%)x100 Power in (W) =η=图 1. 效率（η）是用输出功率（单位为瓦特）除以输入功率（单位为瓦特）所得结果的百分比。能量转换效率为什么重要？显而易见，能量转换效率越高，损耗的能量就越少。能量损耗会产生诸多成本：资金，因为我们为消耗的能源付费；时间，因为我们必须更频繁地为电池供电设备充电；产品尺寸，因为能量损耗所产生的热量必须得到恰当消散；以及环境污染，因为需要产生更多能量来补偿损耗的能量。为降低与能量转换过程相关的成本，工程师投入大量精力以期尽量提高转换过程的效率。国际标准对交流电源供电的家用电器的功耗水平进行了限制。例如，在美国，美国能源部（DOE ）规定了能源效率标准，要求产品必须符合这些标准。此外，“能源之星”计划还督促各厂商自愿遵循比 DOE 标准更为严苛的标准。此类计划突出了合理设计能量转换过程的重要性，此类设计能够减少能耗和提高效率。另外，HEV/EV （混合动力电动汽车/电动汽车）市场的快速发展，以及车辆电气化程度的日益提高，推动着对提高能量转换技术效率的需求不断高涨。所有这些发展趋势，促使您需要合理测量和管理自身设计的功耗情况。

能量转化效率专题

能量转化效率专题一、能量转化效率计算（公式：能量转化效率=有效利用的能量÷总能量） 1、炉子的效率：例题：用天然气灶烧水，燃烧0.5m 3 的天然气，使100kg 的水从20℃升高到70℃.已知水的比热容c=4.2×103J/（kg ·℃）,天然气的热值q=7.0×107J/m 3 。求： (1)0.5m 3 天然气完全燃烧放出的热量Q 放。（2）水吸收的热量Q 吸。（3）燃气灶的效率η。 2、太阳能热水器的效率：例题：某太阳能热水器的水箱接受太阳热辐射2.4×107 J,如果这些热量使水箱内50L 温度30℃的水，温度上升到57℃，求太阳能热水器的效率。 3、汽车的效率：例题：泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km ，受到的阻力是3.0×103 N ，消耗燃油1.5×10－3m 3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m 3，热值q ＝4×107 J/kg ，求：（1）专用车牵引力所做的功。（2）已知热机效率η＝W Q （式中W 为热机在某段时间内对外所做的功，Q 为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？ 4、电热水器的效率：例题：标有“220V,1000W ”的电水壶内装有2kg 的水，正常工作10min ，使水温升高了50℃，求：（1）水吸收的热量是多少J ？（2）电水壶消耗了多少J 的电能？（3）此电水壶的效率是多少？

5、电动机车的效率：电动自行车以其轻便、经济、环保倍受消费者青睐。某型号电动自行车的主要技术参数如表所示。在某平直路段上，电动自行车以额定功率匀速行驶时，受到的平均阻力为40N 。若自行车以7m/s 的速度行驶了1min 则， ①此时自行车克服阻力做了多少功？ ②消耗了多少J 的电能？ ③电动自行车的效率多大？巩固练习： 1、天然气在我市广泛使用，已知天然气的热值为4×107 J ／m 3 。，完全燃烧0.05m 3 天然气可以放出多少J 的热量，这些热量若只有42％被水吸收，则可以使常温下5kg 的水温度上升多少℃。 [水的比热容为4.2×103 J/(kg ·℃)] 2、小红家里原来用液化石油气烧水，每天用60℃的热水100kg 。她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。（1）若用这台热水器每天可将100kg 的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？（2）若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg ？（液化石油气的热值是8.0×107 J/kg ）（3）请你说出太阳能热水器的优点。（至少说出一条） 3、太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：其中太阳辐射功率是指1h 内投射到1m 2 面积上的太阳能求：（1）水在10h 内吸收的热量；（2）太阳能热水器的能量转化效率。 4、如图所示为小艳家新买的一辆小汽车．周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在1h 的时间内，在水平路面上匀速行驶了72km ，消耗汽油6kg ．若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW ，汽油的热值为4.6×107 J/kg ，g=10N/kg ．则（1）该汽车克服阻力做的功是多少；（2）该汽车的牵引力是多少N （3）该汽车发动机的效率是多少。 5、随着“西气东输”，天然气进入扬州市民家庭，小明家已经开始使用天然气了。小明家原来

初中物理专题复习能量转化中的效率计算

初中物理专题复习能量转化中的效率计算能量可以从一种形式转化为另一种形式，要实现这种能量的转化需要一定的设备，由于设备本身的限制，不可能将一种能量全部转化为另一种能量，这就出现了设备的效率问题。笔者发现，2011年各地中考以设备的效率为载体，围绕有用的能量和总能量涉及的相关知识设置考点，试题的综合性较强，覆盖初中物理的力、热、电、能量等知识。 1．锅炉的效率例1．（2011鞍山）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg 的无烟煤。水的比热容是4.2×103J／（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×l07J／kg。求：（1）锅炉内的水吸收的热量是多少? （2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少? （3）此锅炉的效率是多少? 解析：试题以锅炉为载体，考查了吸热升温公式和燃料燃烧放热公式。要求锅炉的效率，需要清楚锅炉将燃料燃烧放出的热量转化为水的内能，因此水温度升高吸收的热量是有用的能量，无烟煤完全燃烧放出的热量是总能量。答案：（1）（2）（3）锅炉的效率

2．柴油抽水机的效率例2．（2011荆门）今年我省出现大面积干旱，造成农田缺水，严重影响农作物生长，为缓解旱情，很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。某柴油抽水机把湖水抬升4.5m流入沟渠，再去灌溉农田。已知在2h内抬升了1600m3的水，此柴油抽水机的效率为40%，柴油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg，求：（1）此柴油抽水机2h做了多少有用功？℃ （2）此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油？（3）此柴油抽水机的总功率为多少千瓦？解析：柴油抽水机将柴油完全燃烧产生的能量通过克服重力做功转化为水的重力势能。试题以此为载体，考查了质量、密度、重力、热值、功和功率等知识。（1）虽然抽水机是将水连续地分批抽上去，我们可以想象成抽水机将全部1600m3的水一次性地在2h 内缓慢抬升4.5m，这就是等效法的应用。这样利用计算出水的质量，再用计算重力，然后用就可以计算出有用功。（2）要计算柴油的质量，需要先计算柴油燃烧放出的热量。这就要利用柴油抽水机的效率为40%这个数据。教学中发现很多同学常犯一个错误，就是利用柴油抽水机做的有用功去乘以效率。避免错误的方法是想清楚柴油燃烧放出的热量是总的能量，总的能量要比有用的能量数值大。应该根据，得到。（3）柴油抽水机的总功率应该用总能量除以时间计算，总能量就是柴油燃烧放出的热量，时间是2h，要注意把单位化成秒。答案：（1）

波速、相速、群速、能量传输速度

波速、相速、群速、能量传输速度 09电子 0938003 游瑞蓉1、定义波速（wave celerity）：单位时间内波形传播的距离，以波长与波周期之比表示.V=入/T. 相速(phase velocity)：相速度,单一频率的正弦电磁波波的等相面（例如波峰面或波谷面）在介质中传播的速度v=c/n，c为自由空间中的光速，n为介质对该频率电磁波的折射指数。在理想介质中，电磁波的相速仅与介质参数有关. 群速(group velocity)：（1）、波列作为整体的传播速度（2）波群传播的速度。波的群速度，简称群速，是指波的包络传播的速度。实际上就是波实际前进的速度。群速是一个代表能量的传播速度。概念引入原因：实用系统的信号总是由许多频率分量组成，在色散介质中，各单色分量将以不同的相速传播，因此要确定信号在色散介质中的传播速度就发生困难，为此引入群速的概念，它描述信号的能量传播速度。能量传播速度：群速是波群的能量传播速度. 2、相互关系（1）相关概念非色散介质：无线电波在介质中传播时，介电常数ε与频率无关，波的传播速度也与频率无关的介质；色散介质：与此相反，如果介电常数ε或传播速度v与频率有关的介质.

正常色散：一切无色透明介质在可见光区域均表现为正常色散。特点：波长变大时，由v=λf,频率不变，则V增大。而n=c/v，则折射率值n变小，角色散率D变小。反常色散：在某些波段会出现，波长变大时折射率值增大的现象，这称为反常色散。反常色散同样是物质的普遍性质。反常色散与选择吸收密切相关，即在发生物质的选择吸收波段附近出现反常色散。角色散率：由夫琅和费衍射理论知，产生衍射亮条纹的条件（光栅方程）：dsinθ=kλ（k＝ 1， 2，…， n）光栅方程对λ微分，就可得到光栅的角色散率：ψ=Δθ/Δλ=k/dcos. 角色散率是光栅、棱镜等分光元件的重要参数，随着k的增大，色散率也就越大。它表示单位波长间隔内两单色谱线之间的角间距，当光栅常数d愈小时，角色散愈大；光谱的级次愈高，角色散也愈大。且当光栅衍射时，如果衍射角不大，则cosθ接近不变，光谱的角色散几乎与波长无关，即光谱随波长的分布比较均匀，这和棱镜的不均匀色散有明显的不同。（2）他们之间的相互关系波速与相速：（1）、由波动方程所确定的光波速度v=c/n，反映了光波波面相位的传播速度。（2）、相速度只代表相位变化的快慢，并不代表电磁波能量的真正传播速度。（3）、电磁波的波速（3*10^8）是固定不变的.电磁波的相速（c/n,n可以小于1）于介质n有关，可以超过光速，也可以为负值. 波速与群速：群速则总小于自由空间的光速c。由于色散的存在，同一光信号所包含的不同光谱成分在色散介质中不能同步传播,其合振动是一个复色平面波,随着该平面波以一相速度向前传播，调制波也以一速度速度向前优越传播，该速度反映了光波能量度的传播速度，故称之为光波在色散介质中的群速度。

能量转化中的效率计算

能量转化中的效率计算能量可以从一种形式转化为另一种形式，要实现这种能量的转化需要一定的设备，由于设备本身的限制，不可能将一种能量全部转化为另一种能量，这就出现了设备的效率问题。笔者发现，2019年各地中考以设备的效率为载体，围绕有用的能量和总能量涉及的相关知识设置考点，试题的综合性较强，覆盖初中物理的力、热、电、能量等知识。 1．锅炉的效率例1．（2019鞍山）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg 的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J／（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×l07J／kg。求：（1）锅炉内的水吸收的热量是多少? （2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少? （3）此锅炉的效率是多少? 解析：试题以锅炉为载体，考查了吸热升温公式和燃料燃烧放热公式。要求锅炉的效率，需要清楚锅炉将燃料燃烧放出的热量转化为水的内能，因此水温度升高吸收的热量是有用的能量，无烟煤完全燃烧放出的热量是总能量。答案：（1）（2）（3）锅炉的效率

2．柴油抽水机的效率例2．（2019荆门）今年我省出现大面积干旱，造成农田缺水，严重影响农作物生长，为缓解旱情，很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。某柴油抽水机把湖水抬升4.5m 流入沟渠，再去灌溉农田。已知在2h内抬升了1600m3的水，此柴油抽水机的效率为40%，柴油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg，求：（1）此柴油抽水机2h做了多少有用功？℃ （2）此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油？（3）此柴油抽水机的总功率为多少千瓦？解析：柴油抽水机将柴油完全燃烧产生的能量通过克服重力做功转化为水的重力势能。试题以此为载体，考查了质量、密度、重力、热值、功和功率等知识。（1）虽然抽水机是将水连续地分批抽上去，我们可以想象成抽水机将全部1600m3的水一次性地在2h内缓慢抬升 4.5m，这就是等效法的应用。这样利用计算出水的质量，再用计算重力，然后用就可以计算出有用功。（2）要计算柴油的质量，需要先计算柴油燃烧放出的热量。这就要利用柴油抽水机的效率为40%这个数据。教学中发现很多同学常犯一个错误，就是利用柴油抽水机做的有用功去乘以效率。避免错误的方法是想清楚柴油燃烧放出的热量是总的能量，总的能量要比有用的能量数值大。应该根据，得

能源转换效率讲义(1)复习过程

1、能源加工转换企业转换效率问题能源加工转换效率直接影响到企业综合能源消费量的准确与否，也是目前出现问题比较多的地方。分类别来看： 1）火力发电效率及其煤耗问题火力发电转换效率一般情况下是相对稳定的。一组发电设备的投产运行，在没有大的技术改造和发生大的运行事故，导致机组停机和点火的次数、频率加大的情况下，其转换效率是相当稳定的。2007年全国规模以上工业企业火力发电效率为35%左右，中国电力联合会的统计口径为6000千瓦以上机组的发电企业，其发电效率数据略高于35%，而全部工业企业火力发电效率则会低一些。火力发电转换效率的变化：要重点审核不同时期企业填报能源转换效率，及发生大幅波动的原因。在修订本期数据的同时，要注意统计口径，同时要对去年同期数据进行修订，以保证数据的可比性。火力发电标准煤耗：火力发电标准煤耗是检验火力发电转换效率的重要指标，火力发电效率越高，其发电煤耗就越低。一般情况单机20万千瓦以上机组正常运行，发电标准煤耗一般在340克/千瓦小时左右，而单机几千千瓦到几万千瓦的综合利用小电厂的机组，发电标准煤耗则达到500克/千瓦小时以上，有的高达近1000克/千瓦小时左右。同时，发电机组的运行状况对煤耗影响也很大，要关注停机和点火的次数和频率。 2）供热效率及相关问题生产热力对工业企业来讲，是个普遍存在的生产活动，按照制度规定，如果企业产出的热力完全自产自用，可不填报加工转换表，也不反映其供热效率。但产出的热力部分或全部外供时，则需要填报

加工转换表，计算加工转换投入、产出和效率，目前企业服役期锅炉热效率有60%到90%不等。热电联产。热电联产企业的投入量，需要将能源投入分劈，在供热和发电两方面分别填报投入量，热电联产企业能源投入量，无法事先划分，而又确需划分的，可参照下面两种事后划分方法划分。方法一：产出分劈方法。将热力和电力产出折算为标准量，然后按这个比例再分摊投入量，如果投入的是多种能源，也要按比例分别分摊，例如：原煤需要按比例分摊，如果还有油或者其他的能源，每一个能源品种都要使用相同比例分摊。方法二：能源转换效率推算。如果方法一计算获得的能源转换效率，与本地区电力和热力转换效率或相同机组填报差异比较大，可以依据本地区供热和发电企业平均的能源转换效率计算，推算出各自的投入比例。在选择能源分劈方式的时候，还要关注同一企业不同时期的数据衔接问题。 3）原煤入洗效率问题能源统计反映的只是炼焦洗煤，不包括动力洗煤。原煤入洗效率和煤质的好坏关系非常密切。目前，全国原煤入洗效率在75%到95%不等。原煤入洗在核算产出量，计算洗煤加工转换效率时，不能把煤矸石计算在洗煤厂产品的产出量中，如果煤矸石计算产出，洗煤的加工转换就是100%，如果洗煤厂用煤矸石发电，应该在煤矸石对应的“回收利用”，填出它的回收利用量，用其发电的再填投入，之后填报发出电的产出量，电用于本企业消费则再填电的消费量。 4）炼焦效率问题

生物能量转换效率

生物能量转换效率根据科技部发布的《全民节能减排手册》，如果每月用手洗代替一次机洗，每台洗衣机每年可节能约1.4千克标准煤，相应减排二氧化碳3.6千克。如果全国1.9亿台洗衣机都因此每月少用一次，那么每年可节能约26万吨标准煤，减排二氧化碳68.4万吨。对于清洁衣服，很多白领和年轻人有着很高的要求，怕染色、怕交叉感染，所以常常一堆衣服要分两三次洗完。其实，这是一种不低碳的生活方式，专家表示，如果每月用手洗代替一次机洗，每台洗衣机每年可相应减排二氧化碳3.6千克。读者王小姐说，冬天时，每个周六她都要花一个下午来洗衣服，贴身衣物、深色外衣、浅色外衣，至少要用洗衣机洗三次。“其实贴身衣物很小很薄，虽然衣服少，但是洗衣机不会偷懒，还是用那么多水和电，我总是觉得很浪费。现在天气暖和了，完全可以用手洗代替，不仅低碳，还更干净。”自从用手洗衣服后，王小姐说她每周的洗衣时间缩短了一个小时，而且用水量也明显减少了。“我发现洗衣服还挺累的，就当锻炼身体了！” 这里明显有个问题，科技部认为手洗是不用能量的！其实生物的能量转化效率是较低的。一只鹰2千克要吃10千克小鸟能量传递效率2/10=20% 0.25千克小鸟要吃2千克昆虫能量传递效率0.25/2= 12.5% 100千克昆虫要吃1000千克绿色植物能量传递效率100/1000=10% 真正有用的质量只有： 20%×12.5%×10%=0.25% 而且，生物做功时，有用的质量变成机械能还要浪费大部分，分解一分子葡萄糖产生2870KJ能量，而只有1161KJ用于合成ATP，只有ATP中的能量才被用于生命活动，其余几乎都以热的形式散失了。算一算大约40%多吧。这样看来，利用人的手工劳动以代替机器是得不偿失的。所以有经验的老板总是用机器代替工人，不会像科技部那样建议手洗代替机洗的。

能量传递效率计算专题

能量流动之能量传递效率计算专题·导学案【学习目标】 1、进一步巩固能量流动 2、掌握能量流动过程中能量传递效率的计算方法 3、学会分析具体问题的方法【引言】 “能量流动”是生态系统的重要功能之一。在高中生物知识中，能量流动与物质循环的关系、能量流动的特点、能量传递的效率等知识共同构成了以“生态系统的能量流动”为中心的知识体系。然而在“能量流动”知识中，仍存在一些易被忽视或不常见的问题，如“能量值”的表示方式、最值的计算、能量流动与生态系统稳态的关系等。【导学探究】一、能量流动的几种“最值”计算由于一般情况下能量在两个相邻营养级之间的传递效率是 10%~20%。故在能量流动的相关问题中，若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。所以，在已知较高营养级生物的能量求消耗较低营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递，若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递。反之，已知较低营养级生物的能量求传递给较高营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递，若求“最少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。这一关系可用下图来表示。 1. 以生物的同化量（实际获取量）为标准的“最值”计算

题1. 下图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为，B生物种群总能量为，从理论上计算，A贮存的总能量最少为（） A. B. C. D. 2. 以生物的积累量为标准的“最值”计算题2. 已知某营养级生物同化的能量为1000kJ，其中95%通过呼吸作用以热能的形式散失，则其下一营养级生物获得的能量最多为（） A. 200kJ B. 40kJ C. 50kJ D. 10kJ 二、能量值的几种不同表示方式及相关计算 “能量值”除了用“焦耳”等能量单位表示外，在许多生物资料中，其还可用生物量、数量、面积、体积单位等形式来表示，因而使能量流动关系有了更加丰富的内涵，但是不管用何种单位形式表示，通常情况下能量的传递效率都遵循“10%~20%”的规律，下面结合一些例子分别加以阐述。 1. 能量（单位）表示法及计算以能量（单位）“焦耳”表示能量值的多少是“能量流动”知识中最常见的形式。在以“焦耳”为单位的能量传递过程中，各营养级的能量数值呈现出典型的“金字塔”形，不可能出现倒置。 1.1 以生物体同化量的总量为特征的计算如题1 1.2 以ATP为特征的计算这种形式的能量计算是建立在物质氧化分解的基础上的，它常涉及利用呼吸作用或光合作用的反应式。

生物必修三能量流动计算

一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物所能获得能量（或生物量）的最大值。例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（） A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ 解析：据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值为：24000×20%×20%×20%=192kJ。答案：D 规律：已知较低营养级的能量（或生物量），不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量（或生物量）的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量（或生物量）×(20%)n（n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 2.已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最小值。例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（） A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg 解析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1÷(20%)4=625 kg。答案：C 规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量（或生物量）时，若需计算较低营养级应具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）时，按能量传递效率的最大值20%进行计算，即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量（或生物量）×5n（n为食物链中，由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。

生物能量计算

生态系统中能量流动的计算方法湖北省恩施州清江外国语学校彭邦凤生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。下面就相关问题解法分析如下：一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物所能获得能量（或生物量）的最大值。例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（） A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ 解析：据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值为：24000×20%×20%×20%=192kJ。答案：D 规律：已知较低营养级的能量（或生物量），不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量（或生物量）的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量（或生物量）×(20%)n（n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 2.已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最小值。例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（） A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg 解析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1÷(20%)4=625 kg。答案：C 规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量（或生物量）时，若需计算较低营养级应具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）时，按能量传递效率的最大值20%进行计

提高原电池能量转换效率有效方法

《大学化学先修课》课程小论文第十章小论文题目：提高原电池能量转换效率有效方法 xxxxxxxxx xxxx 摘要：提高原电池能量转换效率有效方法之一是利用盐桥，保持电中性就是化学原电池的盐桥起到电荷“桥梁”的作用，保持两边的电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡（一边失去电子，一边得到电子造成的）而阻碍氧化还原反应的进行。实验证明，对于双液锌铜原电池，使用盐桥后原电池的能量转化率可提高很多。关键词：原电池能量转换效率盐桥双液原电池正文：课堂上，曾经讲过提高原电池能量转换效率有效方法之一是利用盐桥，盐桥常出现在原电池中，通常是由琼脂和饱和氯化钾或饱和硝酸钾溶液构成的。用来在两种溶液中转移离子。 [1] 盐桥作用的基本原理是：由于盐桥中电解质的浓度很高，两个新界面上的扩散作用主要来自盐桥，故两个新界面上产生的液接电位稳定。又由于盐桥中正负离子的迁移速度差不多相等，故两个新界面上产生的液接电位方向相反、数值几乎相等，从而使液接电位减至最小以至接近消除。盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触，可使由它连接的两溶液保持电中性。导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路，保持电中性就是化学原电池的盐桥起到电荷“桥梁”的作用，保持两边的电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡（一边失去电子，一边得到电子造成的）而阻碍氧化还原反应的进行。[2] 带有盐桥的原电池中负极没有和反应物溶液直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，几乎全部转化为电能；而没有盐桥的原电池中的负极与反应物溶液直接接触，两者会发生置换反应，电子直接从还原剂转移给氧化剂，就没有电子通过外电路的定向移动，即没有形成电流，部分化学能转化为热能，化学能不可能全部转化为电能。[3]实验证明，对于双液锌铜原电池，使用盐桥后原电池的能量转化率高达90.76%[4] 采用双液原电池是提高能量转换效率的有效办法。如图所示，即为双液原电池。

1.23能量传递效率

能量传递效率 1．下图表示某池塘生态系统中饲养草鱼时的能量流动过程示意图，a～i表示能量值，关于该过程的叙述正确的是（） A．流经该生态系统的总能量为a B．第一、二营养级之间的能量传递效率为（g＋h）/a C．第一、二营养级之间的能量传递效率为h/b D．可通过投放消化酶提高第一、二营养级之间的能量传递效率 2．如图为生态系统中能量流动部分示意图（字母表示能量），下列正确的是 A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f B．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100% C．“草→兔→狼”这一关系中，狼粪便的能量属于d D．缩短食物链可以提高能量传递效率 3．下图为某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解，图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数值，单位为J/(cm2·a)（焦每平方厘米年）。已知该生态系统受到的太阳辐射总能量为118 872 J/(cm2·a)，但其中118 761 J/(cm2·a)的能量未被利用。下列叙述不正确的是( ) A．A固定的总的太阳能是111 J/(cm2·a) B．从第一营养级到第二营养级的能量传递效率是18.4% C．在B同化的总能量中，细胞呼吸消耗的能量约占16.7% D．相邻营养级之间的能量传递效率一般是10%～20% 5．图甲表示某生态系统碳循环示意图，图乙表示该生态系统中能量流动的部分示意图（N1～N4表示能量数值），下列说法错误的是（） A．图甲中B、C、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物 B．图乙中的a表示初级消费者的同化量，b表示用于生长、发育和繁殖的能量 C．图乙中能量由初级消费者到次级消费者的传递效率为N4/N2×100% D．能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递

功率因数和转换效率的区别

功率因数和转换效率的区别经常看到市场上有的电源宣称自己的转换效率高达99%，事实真的如此吗？主动PFC和被动PFC何差? 功率因数和转换效率分别是什么意思? 功率因数损失的电费谁为你来承担? 转换效率损失的电费又是谁为你来承担? 功率因数又叫PFC因数,大功率电源中一般都有PFC电路,市电是交流电,如果不整流成直流电,电脑是无法使用的,而功率因数就是将交流电整流成直流电的能力,这个过程是通过PFC 电路来实现的PFC电路分为主动式PFC(有源)和被动式PFC(无源)两种, 主动式PFC电路由高频电感、开关管和电容等元件构成，组成一个可以将输入电压提高的电路，从而减少电流在流向下级电路过程中的电能损耗。简单地说，主动式PFC电路就是一个升压器,具有体积小、重量轻、输入电压范围宽等优越的电气性能，通常它功率因数可达99％；被动式PFC结构相对简单，它利用电感线圈内部电流不能突变的原理调节电路中的电压及电流的相位差，使电流趋向于正弦化以提高功率因素。相对于主动式PFC电路，被动式PFC电路的功率因数要低得多，一般只有70-80％左右,同时被动PFC结构上和电感类似，在对电流和电压补偿的过程中，始终进行着充放电的过程，因而产生了磁性，最终会和周边的金属元件产生震动进而发出噪音。静音型PFC相当于两个非静音型PFC的叠加，达到震动互相抵消的目的。但是，在消除噪音的手段中，安装是否得当也是对静音效果影响较大的因素。在我们了解上述两种PFC结构后，那么我们在上面提到的

PFC因数究竟是什么呢? 其实电源的PFC因数表示的就是有多少电能被电源利用了(输入电源的实际能量／电网供给电源的能量) 对于主动式PFC电路来讲，功率因数可以达到99％的水平，而被动式PFC 电路只能达到上面所说的70-80％而已。通俗的说假如一款标称400W 的电源，电源需要输入200W电量时,如果它采用了主动式PFC电路，那么电网只需要拉202W(200/0.99)电力过来，几乎没有损失,而如果采用的是被动式PFC电路,那么电网需要拉250W(200/0.8)左右,损失了50W,也就是说PFC因数是影响一款电源的电能利用率的指标,但损失那50W我们用户是不需要付钱的,因为那归属于是电力局线路上损失,电力局是没有权力向你要钱的。电源转换效率:这个概念比PFC因数要复杂一些，电源本身是一个“供电器”，同时它又是一个“耗电器”。输入电源的能量并不能100％转化为供主机内各部件使用的有效能量，未被利用的电能转化为热量散发,这样就出现了一个转换效率的问题。我们可以用这个公式来解释电源转换效率：电源转换效率=电源为主机提供的即时输出功率／输入电源的即时功率×100％,一款电源的转换效率会由于其内在的变压电路、电流转换器以及功能电路都会有所不同，再加上自身的功率本来就不相同，所以不同的电源产品其电源的实际转换效率也会不同。另外，即使是同一款电源产品，在不同的工作状态下，其转换效率也是有变化的。由于电源的输入电压是额定的220V，而输出电压则有+12V、+5V、+3.3V不同的规范，这就表示电源里至少拥有三种不同的变压器，由于三种变压器的功耗不尽相同，就意味着+12V、+5V和+3.3V的电压输出其各自所对应的

能源的转换与利用

第二章能源的转换与利用第一节能量转换的基本原理 1 概述从热力学的角度看，能量是物质运动的度量，运动是物质的存在的方式，因此一切物质都有能量。 2 能量守恒与转换定律能量守恒和转换定律指出：“自然界的一切物质都具有能量；能量既不能创造，也不能消灭，而只能从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体；在能量转换与传递过程中，能量的总量恒定不变。” 热力学第一定律：能量守恒系统的内能=系统吸收的热量+对系统做功 3 热力学第一定律任何处于平衡态的热力学系统都有一个状态参数U（内能）。系统从一个平衡态变化到另一个平衡态时，内能等于系统吸收的热量和系统对外做功之和。 4 能量贬值原理自然界进行的能量转换过程是有方向性的。不需要外界帮助就能自动进行的过程称为自发过程，反之为非自发过程。自发过程都有一定的方向。能量不仅有量的多少，还有质的高低。热力学第一定律只说明了能量在量上要守恒，并没有说明能量在“质”方面的高低。水总是从高处向低处流动气体总是从高压向低压膨胀热量总是从高温物体向低温物体传递热量传递有方向性 4 热力学第二定律的克劳修斯说法不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。为了将热量从冷态输送到热态，您需要一个装置，例如热泵或冰箱，持续做功。 5 热力学第二定律的开尔文–普朗克说法不可能从单一热源吸取热量使之完全转变成功而不产生其他影响。

热力学第二定律的实质就是能量贬值原理。热力学第二定律深刻地指明了能量转换过程的方向、条件及限度。 6 能量转换的效率根据能量贬值原理，不是每一种能量都可以连续地、完全地转换为任何一种其他形式的能量。各种不同形式的能量，按其转换能力可分为三大类：（1）无限转换能（全部转换能），如电能、机械能、水能、风能、燃料储存的化学能等；（2）有限转换能（部分转换能），如热能、流动体系的总能；（3）非转换能（废能）。在能量利用中热效率和经济性是非常重要的两个指标。由于存在着耗散作用、不可逆过程以及可用能损失，在能量转换和传递过程中，各种热力循环、热力设备和能量利用装置的效率都不可能达到100%。 7 火电站的能量转换效率是多少？ Overall efficiency: 88% ×46% ×98% = 40% 第二节化学能转换为热能 1 概述燃料燃烧是化学能转换为热能的最主要方式。能在空气中燃烧的物质称为可燃物，但不能把所有的可燃物都称作燃料（如米和沙糖之类的食品）。所谓燃料，就是能在空气中容易燃烧并释放出大量热能的气体、液体或固体物质，是能在经济上值得利用其发热量的物质的总称。燃料通常按形态分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。天然的固体燃料有煤炭和木材；人工的固体燃料有焦炭、型煤、木炭等。其中煤炭应用最为普遍，是我国最基本的能源。天然的液体燃料有石油（原油）；人工的液体燃料有汽油、煤油、柴油、重油等。天然的气体燃料有天然气，人工的气体燃料则有焦炉煤气、高炉煤气、水煤气和液化石油气等。

能量传递计算

生态系统中能量传递的相关计算在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%?20%，解题时注意题目中是否有“最多”、“最少”、“至少”等特殊的字眼，从而确定使用10%或20%来解题。 (1) 设食物链A T B T C T D，分情况讨论如下： ①已知D营养级的能量为M,则至少需要A营养级的能量=Mk (20%)3;最多需要A营养级的能量 =Mk(10%)3。 ②已知A营养级的能量为N，贝U D营养级获得的最多能量= N X (20%)3;最少能量=N X (10%)3。 (2) 在食物网中分析：如在A T B T C T D中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，还应遵循以下原则： ①食物链越短，最高营养级获得的能量越多。 ②生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少，如已知D营养级的能量为M，计算至少需要A营养级的能量，应取最短食物链A T D，并以20%的效率进行传递，即等于M k 20% ;计算最多需要A营养级的能量时，应取最长的食物链A T B T C T D，并以10%的效率进行传递，即等于M k (10%)3。 (3) 在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。 1. 如图为某生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项中正确的是() A ?①表示流经该生态系统内部的总能量 B ?一般情况下，次级消费者增加 1 kg，生产者至少增加100 kg C ?生物与生物之间的捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性 D .从能量关系看②》③+④ 2. 如图为一个食物网。若要使丙体重增加x,已知其食用的动物性食物 (乙)所占比例为a,则至少需要的生产者(甲)的量为y，那么x与y 的关系可表示为() A . y = 90ax+ 10x B . y= 25ax + 5x C . y= 20ax+ 5x D . y = 10ax+ 10x C C 1、下图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为X109kJ , B生物种群总能量为 X108,从理论上计算，A贮存的总能量最少为( ) A. X10 8 kJ B. X10 7 kJ C. X107 kJ D . X107 kJ 2、在一个高产的人工鱼塘中同时存在着生产者、初级消费者、次级消费者和分解者。其中

电动机的效率计算题(1)

电动机的效率计算题一、分析 1.能量转化问题：通电不转动的时候：电能转化成热能（纯电阻电路）W=Q 可以根据已知通过的电流和两端电压求出线圈的电阻R=U 0/I 0 通电转动的时候：电能转化为机械能和热能（非纯电阻电路）电动机消耗的总功率：P=UI 消耗的热功率：P 热=I 2R 机械功率：P= UI- I 2R 2.例题分析例：一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V ，电流为0.3A ；松开转轴，在线圈两端加电压为2V 时，电流为0.8A ，电动机正常工作。求：该电动机正常工作时，输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多分析：电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：r=I U =3.03.0Ω=1Ω，电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为P 入=I 1·U l =0.8A ×2V=1.6W ，电动机的机械功率P 机=P 入一I 12·r=1.6W 一(0.8A)2×1Ω=0.96W 二、巩固练习 1.小明认为：电风扇工作时，电能转化为叶片转动的机械能和线圈发热、摩擦等产生的内能。其中转化为机械能所做的功是，转化为内能所做的功是 (填“有用功”或“额外功”)。为了粗略探测电风扇正常工作的电能转化效率，小明用一个铭牌上标有额定电压为U ，但其他字迹不清的小型直流电风扇来进行实验，实验设计如下： (1)按右图所示连接好电路(图中○M 为电风扇)，闭合开关，叶片转动，移动变阻器滑片至某一位置时，叶片刚好不转动，凑出此时电压表和电流表的示数分别为U 0、I 0，则线圈导体的电阻为； (2)向 (填“左”或“右”)移动变阻器滑片，使电压表示数为额定电压U ，读出此时电流表的示数为I ； (3)若忽略摩擦，只考虑线圈发热损耗，则电风扇正常工作时电能转化效率的表达式η= (用测出的已知量表示)。答案：有用功额外功 (1) 0I U (2)左 (3)000UI IU UI - 2. （作业本复习题）小华准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机．设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其，不转动，闭合开关后读出电流表的读数2A ；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A ，则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为（） A ．91% B ．70% C ．30% D ．9% 答案：B