在初中物理学习中，学生认识了一些简单的机械，并用实验得出任何机械在使用过程中都有一定的效率。在热学上也存在着一定的效率，就是热机效率。当然生活中也存在着其他的各种效率，究其原因是在能量的转化和转移过程中不可能被全部利用，总有一部分损失掉。无论如何，能量的总量是不变的，在分析问题时，我们先确定总能量，然后再明确真正利用了多少能量，也就是能量的转化率或能量的转移率。在近几年的中考中这类问题频繁的出现，题型主要为选择和填空，在计算题中也很容易出现，本文就其几类问题进行分类解析，以供参考。

一、做功中的机械效率

例1在使用一滑轮组时将一个100N的物体吊起上升了l0m，绳子自由端被拉上50m。求所用拉力的大小。

解析：本题是人利用滑轮组提升重物的问题，人利用滑轮组对物体做功，所以要克服物体重力做的功为有用功，拉力F做的功为总功。

解：h=10m G=100N S=50m

由S=nh得n=5

所以有5条绳子来承担重物

所以F=0.2G=20N

当然本题只是求解了拉力，也可以再加一问，计算机械效率，这就要求计算出有用功，总功等一系列的问题。

二、燃料燃烧类

例2 一学校用锅炉给学生供开水，将质量是200千克的水在一个标准大气压下烧开，共计用了6千克的无烟煤。无烟煤的热值为34000000J/kg。求：

（1） 锅炉中的水吸收了多少的热量？

（2） 无烟煤完全燃烧完所放出的热量？

（3） 用这个锅炉的效率为多少？

解析：本题计算的过程中可以看出水吸收的热量由燃烧无烟煤来提供，水吸收的热量可以用吸热公式来计算，因为水的初温已知，质量和比热容也已知，只有末温度没有直接给出，但是在一个标准大气压下水烧开后的温度为100摄氏度，而无烟煤完全燃烧放出的热量又可以计算得知，此锅炉的效率等于水吸收的热量除以燃烧无烟煤放出的热量。

例3 某锅炉效率为40%，内装500L温度为20℃的水，要把这些水烧开，不计其他热损失，需要燃烧多少千克无烟煤？无烟煤的热值为34000000J/kg。（一个标准大气压下）

解析：由水的体积可以计算出水的质量，又由水的初温度和末温度及比热容可以计算出水总共吸收的热量，题目中很明显地给出无其他损失，由锅炉的利用率就可得出无烟煤完全燃烧放出的热量（水吸收的热量除以40%），在这里利用了热效率的问题，起到了间接利用热效率计算大型计算题的作用。最后用热效率是可以计算出需要的无烟煤的质量，也就是放出的热量除以无烟煤的热值。

例4 为了适应我省建设“绿色经济强省”战略目标的需要，定西城区二环路以内的城市居民生活不能用蜂窝煤作燃料，全部使用煤气提高燃料利用率。一个三口之家烧蜂窝煤平均每月消耗煤70kg。

（1）一家庭月消耗煤完全燃烧时放出的热量？

（2）蜂窝煤炉的热效率均为20%。求一个家庭月烧煤散失的热量？

解析：本题是一道环保型的题目，提倡使用清洁能源，减少对环境的污染，主要讲到了三口之家在一个月内使用蜂窝煤作燃料完全放出的热量，由题目得知一个月消耗的蜂窝煤的质量，又已知煤的热值，就可以算出完全燃烧放出的热量。第（2）问蜂窝煤的热效率为20%，则有80%的热量散失掉了，也就是总热量的80%散失掉了，这样就求出了一个家庭月烧煤散失的热量。

三、热水器类

例5国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸直径为65毫米，活塞冲程长55毫米，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.58×105帕，飞轮的转速是1500转/分。

（1）求这种汽油机满负荷工作时做功的功率（不计摩擦损失）？

（2）如果满负荷工作时每分钟消耗15克汽油，这种汽油机把内能转化为机械能效率是多少？（汽油的燃烧值为4.6×107焦/千克）

解析：由气缸直径可以求得活塞面积，由做功冲程燃气的压强可得燃气作用在活塞上的压力，又已知活塞冲程长度，便可求得每个做功冲程燃气所做的功，进而根据飞轮的转速，则可求得此汽油机做功的功率。本题还是相对比较难，学生主要是想不到对应的物理情景，求第（1）问中的做功的功率，先计算出活塞表面所受的压力，要计算功率，就从功率的定义出发，单位时间内物体所做的功，时间为一分钟，在力的方向上移动的距离也可以用路程等于速度乘以时间，计算压力的时候用到了压强的定义式，将它变形，压力等于压强乘以受力面积。第（2）问内能转化为机械能的那部分为对机器做的有用功，而燃料完全燃烧放出的热量等于质量乘以热值。有用功除以完全放出的热量，就是该热机的效率。

四、电动机做功类

例6一台拖拉机的发动机是四汽缸、四冲程的柴油机，汽缸的直径为95mm，活塞冲程为127mm，第三冲程中气体作用在活塞上的平均压强是196N/cm2，飞轮的转数是1200r/min，这台发动机的功率是多少瓦？

解析：柴油机和汽油机一样，需连续经历四个冲程才完成一次做功的循环，即连续的四个冲程中，只有一个冲程是做功的，且在此四个冲程中，曲轴旋转两周，即飞轮也就旋转两周。本题中，由飞轮的转数可以求出单位时间内做功冲程的次数，再求出每个做功冲程燃气所做的功，便可求出其功率了。设活塞面积为S，冲程长度为l。可以算出燃气对活塞的压力F=pS=196×71N=1.39×104N 每个做功冲程内，燃气对活塞所做的功为W1=F×l=1.39×104×0.127J=1764J 由于发动机有四个气缸，则曲轴每转一周有两个气缸经历做功冲程，故每分钟发动机内燃气做功的次数为n=2×1200=2400故得每分钟内燃气所做的总功为W=nW1=2400×1764J=4.2336×l06J 则此内燃机的功率为 P=W/t=4.2336×106/60W=7.056×104W 这台发动机的功率是7.056×104W。

通过上面的例题可以看出，在今后解答效率的一类型题目时一定要弄清楚哪些能量我们真正地利用了，哪些能量是总的能量，然后利用效率的计算公式求解。

【责编 田彩霞】