第十八章 能量轉(zhuǎn)化及效率計(jì)算-2025年中考物理一輪復(fù)習(xí)專題講練課件PPT

這是一份第十八章 能量轉(zhuǎn)化及效率計(jì)算-2025年中考物理一輪復(fù)習(xí)專題講練課件PPT，共18頁(yè)。PPT課件主要包含了副題及變式，可再生，32個(gè)重物的重力等內(nèi)容，歡迎下載使用。
重力儲(chǔ)能是一種新型儲(chǔ)能方式，它通過提升或放下重物實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存或釋放，能量轉(zhuǎn)化過程如圖甲所示.重力儲(chǔ)能可有效提升風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的綜合開發(fā)利用水平.某風(fēng)力發(fā)電、重力儲(chǔ)能綜合項(xiàng)目，單個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的平均發(fā)電功率為1 500 kW.某次風(fēng)能充沛時(shí)，系統(tǒng)利用風(fēng)能發(fā)電的富余電能，將2個(gè)質(zhì)量均為3×104 kg的重物從地面提升至30 m的高度處，實(shí)現(xiàn)能量?jī)?chǔ)存，如圖乙所示.根據(jù)相關(guān)信息，完成以下問題(g取10 N/kg).
(1)風(fēng)能屬于 (選填“可再生”或“不可再生”)能源.
1. (2023陜西23題9分)重力儲(chǔ)能是一種新型儲(chǔ)能方式，它通過提升或放下 重物實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存或釋放，能量轉(zhuǎn)化過程如圖甲所示.重力儲(chǔ)能可有效 提升風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的綜合開發(fā)利用水平.某風(fēng)力發(fā)電、重力儲(chǔ)能綜合項(xiàng)目，單個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的平均發(fā)電功率為1 500 kW. 某次風(fēng)能充沛時(shí)，系統(tǒng)利用風(fēng)能發(fā)電的富余電能，將2個(gè)質(zhì)量均為3×104 kg的重物從地面提升至30 m的高度處，實(shí)現(xiàn)能量?jī)?chǔ)存，如圖乙所示.根據(jù)相關(guān)信息，完成以下問題(g取10 N/kg).
(2)若某電動(dòng)汽車每行駛1 km的路程需消耗0.2 kW·h的電能，單個(gè)風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組發(fā)電1 h產(chǎn)生的電能，可供該電動(dòng)汽車行駛的路程是多少？
(3)儲(chǔ)能系統(tǒng)將2個(gè)重物勻速提升至30 m高處的過程中，系統(tǒng)對(duì)重物所做的 功是多少？
G＝m總g＝2×3×104 kg×10 N/kg＝6×105 N(1分)
重力儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)重物做的功
W1＝Gh＝6×105 N×30 m＝1.8×107 J(1分)
(4) 儲(chǔ)能系統(tǒng)將2個(gè)重物從30 m高處放回地面的發(fā)電過程中，產(chǎn)生的電能為1.44×107 J，則該過程的發(fā)電效率是多少？據(jù)某資料介紹，重力儲(chǔ)能系統(tǒng)的綜合效率(輸出電能與輸入電能之比)可達(dá) 70%以上，請(qǐng)你通過計(jì)算，判斷這一數(shù)據(jù)是否可信？(已知系統(tǒng)提升重物的效率為90%)
(4)重力儲(chǔ)能系統(tǒng)放下重物發(fā)電的效率
已知系統(tǒng)提升重物的效率η1＝90%
重力儲(chǔ)能系統(tǒng)的綜合效率
η＝η1η2＝90%×80%＝72%
由于72%＞70%，所以數(shù)據(jù)可信
2. (2024陜西23題9分)某高校科研人員根據(jù)西藏地區(qū)太陽(yáng)輻射強(qiáng)、供暖周 期長(zhǎng)等特點(diǎn)，為藏區(qū)某縣設(shè)計(jì)了太陽(yáng)能供暖蓄熱系統(tǒng).該系統(tǒng)由集熱、蓄 熱和供暖三部分組成，其基本工作過程如圖所示.集熱板白天接收太陽(yáng)輻 射時(shí)，其內(nèi)部水溫升高，然后通過熱交換器，使蓄水箱內(nèi)水溫升高，再通 過水泵將熱水送入用戶.集熱板無(wú)法供熱時(shí)，蓄水箱與熱交換器之間閥門 關(guān)閉.晴天時(shí)，集熱板獲得的內(nèi)能不僅能滿足縣城用戶全天24小時(shí)的取暖 需求，同時(shí)富余的內(nèi)能可儲(chǔ)存在蓄水箱中，用以解決陰雨天集熱板無(wú)法供熱的問題，實(shí)現(xiàn)“不用煤，不用氣，不用電，溫暖整個(gè)縣城千家萬(wàn)戶！”
同學(xué)們用所學(xué)初中物理知識(shí)對(duì)該系統(tǒng)某一天的數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，為便于計(jì)算，工作過程和相關(guān)數(shù)值均做了簡(jiǎn)化處理，如下表所示.不計(jì)集熱板到蓄水箱之間的管道、熱交換器的熱損失.[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)，水的密度為1.0×103 kg/m3]
(1)同學(xué)們查閱資料了解到，在西藏地區(qū)選用該系統(tǒng)供熱的原因之一是： 藏區(qū)海拔高，大氣壓強(qiáng) (選填“大”或“小”)，空氣密度小，蓄水 箱對(duì)流散熱慢.
同學(xué)們用所學(xué)初中物理知識(shí)對(duì)該系統(tǒng)某一天的數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，為 便于計(jì)算，工作過程和相關(guān)數(shù)值均做了簡(jiǎn)化處理，如下表所示.不計(jì)集熱 板到蓄水箱之間的管道、熱交換器的熱損失.[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)，水的密度為1.0×103 kg/m3]
(2)若這一天光照時(shí)長(zhǎng)為10 h，集熱板的光熱轉(zhuǎn)化效率為60%，則集熱板中 的水獲得的內(nèi)能是多少？這些內(nèi)能，一方面通過蓄水箱對(duì)用戶全天持續(xù)供 暖，另一方面使得蓄水箱內(nèi)水的溫度最終升高了10 ℃.請(qǐng)分析計(jì)算該蓄水 箱的容積至少是多少？
解：(2)10 h集熱板接收的太陽(yáng)輻射能量
E＝3×106 J/(h·m2)×10 h×4×104 m2＝1.2×1012 J(1分)
集熱板中的水獲得的內(nèi)能
E內(nèi)＝Eη＝1.2×1012 J×60%＝7.2×1011 J(1分)
由Q＝cmΔt可得，蓄水箱內(nèi)水的質(zhì)量
蓄水箱內(nèi)水的溫度最終升高了10 ℃，吸收的熱量
Q吸＝E內(nèi)－E輸出＝7.2×1011 J－1.74×1011 J＝5.46×1011 J(1分)
(3假設(shè)該縣城用戶均采用地暖供熱.根據(jù)地暖供熱標(biāo)準(zhǔn)，用戶的進(jìn)水溫度不低于40 ℃.若這一天持續(xù)供暖結(jié)束后，蓄水箱水溫為48 ℃，接下來(lái)為連續(xù)陰雨天氣，請(qǐng)你通過計(jì)算分析，蓄水箱儲(chǔ)存的內(nèi)能是否還能為縣城用戶按標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)供暖3天？(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))