内容正文:
第十四章 内能的利用
热机的效率
固体燃料
液体燃料
气体燃料
1.你知道常见的燃料有哪些?
常见的燃料有煤、汽油、煤油、柴油、天燃气等,还用草木等植物的秸杆等。
燃料的分类
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14.2 热机的效率
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我们要烧开同一壶水,现有三种燃料:干草、木柴、煤炭,用哪种燃料用量最少?
不同燃料在完全燃烧时所放出能量的本领不同。
为什么提供相同的能量不同燃料所需的质量不同?
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14.2 热机的效率
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一、燃料的热值
1、定义:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值。
2、表示字母:q
3、单位:焦 /千克 ( J/kg )
焦 /立方米 ( J/m 3 )
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14.2 热机的效率
木炭 3.4×107
无烟煤 3.4×107
氢气 1.4 ×108
焦炭 3.0×107
沼气
柴油 4.3×107
烟煤 2.9×107
煤气 3.9×107
酒精 3.0×107
干木柴 1.2×107
气体(J/m 3 )
液体(J/kg)
固体(J/kg)
常用燃料的热值
1.9×107
1.不同燃料的热值一般相同吗?
2.有没有不同燃料热值相同的?
3.哪种燃料的热值最大 ?
汽油
4.6×107
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4、热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关。与燃料的质量(体积)、是否燃烧、是否完全燃烧无关。
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5、物理意义:表示燃料在完全燃烧时放热本领大小的物理量。
汽油的热值是 4.6×107J/kg ,其物理意义:
1kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J
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14.2 热机的效率
6、燃料完全燃烧的放热公式:Q=mq或Q=Vq
2kg的汽油完全燃烧放出的热量是多少焦?
3kg的汽油完全燃烧放出的热量是多少焦?
q汽=4.6×107J/kg
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14.2 热机的效率
质量为m的某种燃料完全燃烧放出的热量是多少焦?
(1)固体或液体燃料: Q放 = mq
(2)气体燃料: Q放 = Vq
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解:无烟煤完全燃烧放出的热量
Q放=mq
=0.5kg×3.4×107J/kg
=1.7×107J
例题:1、小明某次用火炉烧水时,共消耗了0.5kg的无烟煤,试计算这些无烟煤完全燃烧放出多少焦的热量
(无烟煤的热值q=3.4×107J/kg)?
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14.2 热机的效率
2、小明如果用家用燃气热水器烧水洗澡,假如洗一次澡要用掉天然气0.14米3.问:完全燃烧这么多的天然气能放出多少焦的热量?(q=8×107焦耳/米3)
解:天燃气完全燃烧放出的热量
Q=vq
=0.14m3×8×107J/m3
=1.12×107J
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14.2 热机的效率
小明烧水用了0.5kg的无烟煤,无烟煤能完全燃烧吗?无烟煤燃烧放出的热量能全部被水吸收吗?
水实际吸收的热量,称为有用吸收的热量。
无烟煤不能完全燃烧
不能,装水的容器吸收了一部分热量,火炉吸收了一部分热量,高温的烟气带走了一部分热量,还有一部分热量直接散失掉了。
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14.2 热机的效率
二、热效率:
1、定义:有用吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
2、公式:
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14.2 热机的效率
例:用天然气灶烧水,燃烧1m3的天然气,使100kg的水从20℃升高到70℃.天然气热值3.2×107J/m3求
(1)天然气完全燃烧放出热量
(2)水吸收的热量
(3)天然气灶的热效率
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14.2 热机的效率
燃料燃烧放出的能量
废气带走一大部分的能量
散热、克服摩擦损失一部分能量
机械能
想一想
在内燃机中,燃料释放的能量都到哪里去了
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