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第2节 热机的效率
1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同,建立热值的概念。
2.能简单计算燃料燃烧放出的热量。
3.能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向,知道什么是热机效率。
阅读教材P22~23“燃料的热值”部分,回答下列问题:
(1)生活中常见的固体燃料有_____、_______等,液体燃料有_____、_____等,常见的气体燃料有________、________等;
(2)燃料的热值指某种燃料________ 放出的________与其________之比;
(3)固态、液态燃料热值的单位是________,符号是_____;气态燃料热值的单位是________________,符号是________。
汽油
酒精
煤
木柴
天然气
煤气
质量
热量
完全燃烧
焦每千克
J/kg
焦每立方米
J/m3
请同学们和老师一起完成下列的探究内容:
【活动1】交流课前调查每月家中使用不同燃料时所需要的燃料的质量
讨论:在消耗总能量相同的情况下,如果使用不同燃料,消耗的燃料质量相同吗?你能得出什么结论?
________________________________________
【活动2】导入热值概念
设置情境:燃烧1 kg煤放出的热量,是燃烧1 kg木柴放出热量的2倍多。
讨论:如何比较出燃料释放出热量的能力呢?
________________________________________________________________
____________________________________________________________
不同;不同燃料释放热量的能力是不一样的。
(1)取质量相同的不同燃料,让它们完全燃烧,比较释放热量的多少;
(2)让不同燃料释放出相同的热量,比较它们燃烧质量的多少。
【活动3】阅读课本P23“小资料”完成下列问题:
讨论1:不同燃料的热值一般相同吗?有没有热值相同的不同燃料?
________________________________________________________________________
讨论2:哪种物质的热值最大?是多少?它的物理意义是什么?
__________________________________________________________________________________________
不同燃料的热值一般不同;有热值相同的不同燃料(如焦炭和酒精、煤油和汽油)。
氢的热值最大,是1.4×108J/kg;代表的物理意义是1kg的氢完全燃烧释放的热量是1.4×108J。
【活动4】根据热值的概念和热值所代表的物理意义,交流讨论
讨论1:2 kg汽油完全燃烧放出的热量是多少焦?
______________________________
讨论2:质量为m的某种燃料完全燃烧时释放热量的公式是什么?每个字母所代表的物理量和单位分别是什么?
______________________________________________________________________________________________
讨论3:如果某种燃料的热值为q,则体积为V的这种燃料完全燃烧放出的热量是多少焦? __________
2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J。
Q=mq;m表示质量,单位是kg;q表示热值,单位为J/kg;Q表示燃料燃烧放出的热量,单位为J。
Q=Vq。
(1)把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)固态、液态燃料热值的单位是焦每千克,符号是J/kg ;气态燃料热值的单位是焦每立方米,符号是J/m3。
(3)放热计算公式Q=mq和Q=Vq,其中m是燃料的质量,单位是kg,q是燃料热值,单位是J/kg、J/m3;V是体积,单位是m3。
【强调】燃料的热值表示燃料在完全燃烧时放热本领的大小。热值跟燃料的种类有关,不同的燃料有不同的热值,同种燃料有确定的热值,燃料的热值跟燃料的体积、质量、是否完全燃烧无关,只由燃料本身决定。
例 1
下列关于热值的说法正确的是( )
A.2 kg煤的热值大于1 kg煤的热值
B.燃料热值越大,燃烧放出的热量越多
C.燃料燃烧不完全时热值变小
D.燃