能量转化效率的相关知识与数据
机械能等于动能加重力势能加弹性势能的总和。
动能跟物体的运动有关。 重力势能跟物体升高的高度有关。弹性势能与物体弹性形变有关。
内能跟温度有关。
磨擦生热 动能转化为内能。
物体下落 重力势能转化为动能
物体匀速下落 动能不变 重力势能转化为内能
射箭 弹性势能转化为动能。
你说的这两个都不对，第一种说法，应该是有用能量和总能量的比值越多效率越高，不是和无用能量比。第二种说法，是功率，而不是效率。
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，计算公式为：能量转换效率=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：（共10道题）
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：
η = Q吸/ W = cmΔt / Pt = 4.2 × 103× 4 ×（100－20）/（100 × 28 × 60）= 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 3.4 × 107J / Kg 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：
η = Q吸/ Q放= cmΔt / qm煤= 4.2 × 103× 100 ×（100－32）/（3.4 × 107× 3.36）= 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 3.6 × 106J，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：
η = Q吸/ Q太阳= cmΔt / Q太阳= 4.2 × 103× 100 ×（80－20）/（3.6 × 106× 1.35 × 10）= 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 = 3.3 × 107J / 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：
η = W有/ Q放= 1Kwh / qm = 3.6 × 106/（3.3 × 107× 0.27）= 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 = 4.6 × 107J / 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：
η = W有/ Q放= P出·t / qm = 69 × 103× 3600 /（4.6 × 107× 20）= 27%
5、【电动机】：标有 “6v3w” 的电动机线圈内阻为3Ω，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：
η = W机/ W总=（W总－Q）/ W总=（Pt－I2Rt）/ Pt =（P－I2R）/ P =（3－0.52× 3）/ 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8×103W，在晴朗的天气，电池板对着太阳时产生的电压为160v，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：
η = W电/ Q太= UIt / P太t = UI / P太= 160 × 10 /（8 × 103）= 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：
η = W光/ W电= W光/ Pt = 8 /（40 × 1）= 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：
η = W电/ Q放= 92 Kwh / qm = 92 × 3.6 × 106/（3.4 × 107× 103）= 10%
9、【高压输电】：有一台 110Kv、22Mw 的高压输电设备，输电线总电阻50Ω，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）。
高压输电过程中 电流 I = P / U = 22w × 106/（110v × 103）= 200A，其输电效率为：
η = W有/ W总=（Pt－I2R线t）/ Pt =（P－I2R线）/ P =（22 × 106－2002× 50）/（22 × 106）= 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：
η = W有/ W总= f.S / UIt = 288 × 15 × 103/（160 × 10 × 3600）= 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。】 燃料的燃烧热可以以其HHV（高热值）或LHV（低热值）来表示，高热值的燃烧热是在燃烧后，生成物的水蒸气已凝结成液态时的燃烧热，因此加上水凝结时的潜热。低热值的燃烧热则是在燃烧后，生成物的水蒸气仍维持气态时的燃烧热，不考虑水凝结时的潜热。
燃料热值的选用会影响其能量转换效率的计算。在欧洲，一燃料可产生的能量是其低热值表示，不考虑水凝结时的潜热，以此为方式计算冷凝式锅炉的 “热效率”，其数值可能会超过100%，其原因是其工作原理会利用到部份水凝结时的潜热，但计算输入能量时未考虑此部份所造成，不违反热力学第一定律。在欧洲以外的国家，一燃料可产生的能量是其高热值表示，已考虑水凝结时的潜热，以此为基础 计算能量转换效率，其数字就不可能超过100%。
能量转换方式能量效率内燃机及外燃机10%～50%燃气涡轮发动机最大可到40%燃气涡轮发动机加上蒸汽涡轮发动机（复合循环）最大可到60%水力发动机最大可到90%风力发动机最大可到59%（理论上限）太阳能电池6%～40%
（和使用技术有关，一般的效率约15%，理论上限为85%～90%） 枪械～30%（.300英寸的子弹）[0.3英寸≈7.62毫米]燃料电池最大可到85%水的电解50%～70%（理论上限为80%～94%）光合作用可达6%肌肉14%～27%电动机功率小于10瓦的小电动机：30%～60%；
功率在10瓦到200瓦之间的电动机：50%～90% ；
功率超过200瓦的电动机：99%以上。 家用冰箱低阶系统约为20%，高阶系统约为40～50%电灯泡5%～10%发光二极管最大可到35%萤光灯28%钠灯40.5%金属卤化物灯24%开关电源实务应用可以到95%电热水器90%～95%电热器约95% 问：热能怎样才能转化成其他比较方便使用或者方便储存的能量形式呢？比如电能、机械能。
答：主要以介质转换的方式为主。比如通过水这种介质，首先使水变成高温高压的水蒸气，然后将之用来驱动汽轮机或蒸汽机而变成机械能，最后汽轮机带动发电机转化为电能。还可以通过燃气这种介质，用各种热机（汽油机、柴油机、燃气轮机）将热能转化成机械能，如进一步用该机械能来带动发电机自然还可以转化为电能。
还有不通过介质而用类似热电偶直接转化成电能的温差热发电，但效率低，无法大规模应用。
“比较方便使用的”首推电能，通过电动机很容易就可将电能转化成机械能，通过电热器件则很容易转化成热能、光能等。
而“方便存储的能量形式”主要应是以电池形式存在的化学能。 能耗是非常热门的话题，能量转换也因此具有更加重要的意义。电子设备已经成为我们日常生活中必不可少的一部分，减少这些设备的能耗将具有非常重要的意义。新型的IC（Integrated Circuit，集成电路）技术既可以达到节能的目的，还可以以低成本保持所需的功能与性能。
假设现有一台发电机，该发电机由电力驱动，并生产出电能。现请插上电，开动发电机，然后将所生产出的电能全部储存起来。当这台发电机运行了一段时间之后，电表显示共耗费了10度电，但检查了储存起来的电量却只有9度，那么，该电力驱动型发电机的能量转化效率就是9/10，即90%。当然，现实世界中是不可能用电力来驱动发电机的，这里只是为了便于阐述而打个比方。 中新网2008年7月25日电：日本大阪大学和美国俄亥俄州立大学等组成的研究小组成功将“热电材料”的能量转换率提高了一倍。
美国《科学》杂志电子版于 (2008年7月)25日登载了相关论文。
据日本共同社(2008年7月)25日报道，热电材料是一种能将热能转化为电能的半导体，在汽车引擎等数百度高温工作环境中的能量转换率最高。 由于引擎会向外散发大量热，用这种材料覆盖包裹引擎可将热能转化为电能而加以有效利用。
大阪大学助教黑崎健表示：“这项技术以前的效率低下，甚至无法达到实用水平。…… 而今，随着该技术的成熟，已经可以将其应用到环保汽车等领域。” 研究小组在一种叫做铅碲的物质里添加了铊后 成功开发出了新材料。以前添加的都是钠，而在使用铊后 使电子结构发生了变化，能量转换率提高了一倍。今后需要解决的是铊的高成本问题和确保铅的安全性。据黑崎介绍，研究人员还考虑将新热电材料用作太空探测器的动力源。 在生态系统中，能量存在于食物链的各个营养级之间。在不断地流动和转化的过程中，某一营养级的生物摄取的能量或同化量，占前一营养级生物换算或能量的生物量百分率。1942年由林德曼提出，他认为从一个营养级到另一个营养级的能量转换率为10%，则生产效率顺营养级逐级递减，即每通过一个营养级，能量减少90%。如果这个数值比例失调，就意味着生态系统中生物之间的数量平衡遭到破坏。也就是说能量转换的效率对于生态的作用也不容忽视。
在自然系统中，能量存在的形式主要为：热能、电能、内能、光能、声能、化学能、机械能、电磁能、原子能、生物能等集中形式，它们主要是通过一些机器设备来进行从 “此种能” 到 “彼种能” 的转变。 能量传递效率：是能量在沿食物链流动的过程中，是逐级递减的。若以营养级为单位，能量在相邻的两个营养级之间的传递效率为10%～20%。
可用能量金字塔来表示，计算公式：能量传递效率=上一营养级的同化量/下一营养级的同化量×100%。
能量传递效率计算：
能量传递效率=下一营养级的同化量/本级的同化量；
对于简单的生态系统，能量传递效率一般在10%～20%之间；
对于复杂的生态系统，能量传递效率一般小于10%（如：初生演替，次生演替）。
能量利用效率：通常是流入人类中的能量占生产者能量的比值，或最高营养级能量占生产者能量的比值。或考虑分解者的参与以实现能量的多级利用。在一个生态系统中，食物链越短，能量的利用率就越高。同时，生态系统中的生物种类越多、营养结构越复杂，能量的利用率也就越高。
从研究对象上分析：能量传递效率是以营养级为研究对象的，而能量利用效率则是以最高营养级或人类为研究对象的。
生物同化量的概念：
指某一营养级从外环境中得到的全部化学能。它可表现为：这一营养级的呼吸消耗量、这一营养级流向下个营养级的能量、这一营养级流向分解者的能量、这一营养级的未被利用量。
1、对于生产者（一般为绿色植物）来说是指在光合作用中所固定的日光能，即总初级生产量(GP)。
2、对于消费者（一般为动物）来说，同化量表示消化道吸收到的能量（吃进的食物不一定都能吸收，故并非进食能量），粪便不算在同化量里，但呼吸消耗的能量算。
3、对于分解者（一般为腐生生物）来说是指细胞外的吸收能量。
生物同化量的基本计算：
同化量 = 摄入上一营养级的能量 - 粪便中的能量
同化量 = 自身生长、发育和繁殖量 + 呼吸消化量
同化量 = 呼吸消耗以热能形式散失的能量 + 流向下个营养级的能量 + 流向分解者的能量 + 未被利用的能量 能量不但有数量多少的问题，而且还有品质高低的问题。也正是由于能量的品质有高有低，才有了过程的方向性和热力学第二定律。电能和机械能可以完全转换为机械功，属于较高品质能量；热能只有部分可以转换为机械功，能量品质较低。随着能量传导，能量的数目可能不变，但能量品质只能下降，在极限条件下，品质不变，这称之为能量贬值原理，是热二律更为一般、更为概括的说法。
能量品质有高有低，可以从其可被利用的价值来看：煤、石油、天然气等能源储存的能量是高品质的，因为它们含的能量是高度有用的，可以转为机械能、电能等供人类使用。而高品质的能量被耗散时，被降级为不大可用的形式，如内能。因此，能量耗散虽不会使能量的总量减少，但能源会减少，所以我们必须节约能源。
能量转换效率存在于能量转换之间，而这关乎能量品质的高低。比如说电能，它的能量品质就很高，它转换为任意形式的能量都可以达到很高的转换效率。而如果用超导体传输电能，甚至还可实现100%的能量转换。
而其他的比如热能，其转换为机械能或者电能就不可能达到100%的转换效率，因为热力学第二定律限制了其转换效率（热无法百分之百转为功）。热电厂发电，其热电转化效率也只有45%左右，平均来看，这相当于近2/3的能量都损失掉了。因此，热能的能量品质自然就比电能低。
在没有其他变化时，能量转换效率不会超过100%。但在某些特殊环境下，燃料电池可以突破100%。
人体的能量转化率大概是多少
答：营养物质在分解代谢的过程中，必须通过氧化作用，才能产生和释放出化学能。每克脂肪完全氧化可以产生热能9.3千卡；每克糖完全氧化可以产生热能4.1千卡；蛋白质不能彻底氧化，每克大约可以释放出能量4千卡。这些能量当中的50%左右用来维持体温，并且不断以热能的形式向体外散失。其余大约46%的化学能则首先...
生物群落能量转化效率的计算公式?
答：能量传递效率的计算公式是：下一营养级同化量/这一营养级同化量 ×100%。同化量=摄入量－粪尿量。生物群落能量来源与去向：能量流动的起点是生产者通过光合作用所固定的太阳能。流入生态系统的总能量就是生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量。能量流动的渠道是食物链和食物网。能量的去向一般有4个...
生态系统中的能量转换效率主要用哪些指标表征?
答：生态效率有三种定义：定义1：生态系统中各营养级生物对太阳能或其前一营养级生物所含能量的利用、转化效率。 所属学科：昆虫学（一级学科）；昆虫生态学（二级学科）定义2：n+1营养级所获得的能量占n营养级获得能量之比。它相当于同化效率、生长效率和消费效率的乘积。 所属学科：生态学（一级学科）...
细胞有氧呼吸的能量转化效率大约是多少?
答：已知1mol葡萄糖完全燃烧释放出能量2870kJ，1molATP转化成ADP释放出能量31kJ，1mol葡萄糖生物氧化时，脱下H，在线粒体内氧化生成36molATP，若在线粒体外氧化则生成38molATP，对于原核生物，没有线粒体，也就意味这在原核细胞中，1mol葡萄糖氧化生成38mol ATP,而真核细胞内有线粒体，所以动物细胞...
燃料电池的能量转化效率?
答：燃料电池的能量转化率是100 但转化为电能的转化率不可能达到100%,因为有些化学能转化成了热能了什么的（燃料电池连续使用时也有发热现象,这就说明了有部分能量没转化成电能）
何谓能量转换效率?常用哪些方法表示
答：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%。
燃料电池的能量转化效率?
答：1. 燃料电池的能量转化效率并非达到100%。2. 虽然燃料电池的能量转化效率较高，但并非所有输入的能量都能转化为电能。3. 部分化学能会以热能等形式损失，导致燃料电池转化为电能的效率不是100%。4. 燃料电池在连续使用过程中会有发热现象，这进一步说明并非所有能量都转化为电能。
在细胞内有氧呼吸的能量转换效率大约是多少?
答：有氧呼吸的能量转换效率大约是40%。这些能量大约可以使2.3×1025个ATP转化为ADP。
人体消化系统能量转换效率
答：如果这个数值比例失调，就意味着生态系统中生物之间的数量平衡遭到破坏。但这里说的是能量形式的变化，比如太阳能通过光合作用转为生物能，或者从生物能转为电能，确实遵守了这个概念。但是绝对不适用于人类食物在人体内能量的转化，千万别相信随便吃没事，因为只有10%的食物被吸收！人类的消化系统真的是效...
食物链的能量效率是多少?
答：在轻放牧区和重放牧区内，被家畜消耗的能量约有40至50％通过粪便的形式，通过碎屑食物链返回到生态系统中。通常情况下，在捕食食物链中，能量从一个环节传递到另一个环节时，大约会损失90％的能量，即能量转换效率大约只有10％。这意味着，每4.2×10^6焦耳的植物能量通过动物摄食，只能有4.2×10^5...
