内容正文:
第十四章 内能的利用
第 2 节 热机的效率
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生活中我们可以使用哪些可燃烧的材料烧开一壶水?
约 2.8 kg
约 1.16 kg
约 0.73 kg
干木材
汽油
烟煤
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结论 :烧开同样多的水,需要的热量是一样的,所用燃料质量却不同,可以理解为质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。
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一、燃料的热值
定义:在物理学中,把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与其质量之比叫做燃料的热值。
符号:q。
单位: J/kg (或 J/m3)。
意义: 以q煤= 3.4×107J/kg为例,它表示 1 kg 的煤完全燃烧时所放出的热量为 3.4×107 J。
属性:热值表示燃料在完全燃烧时放热本领的大小,它只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧无关。
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计算热量的公式及公式中各符号的含义示意如下。
Q放=mq (液体和固体)
Q放=Vq (气体)
Q:燃料完全燃烧释放的热量
q:燃料的热值
m:燃料的质量
V:燃料的体积
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常见燃料的热值
固体(J/kg ) 液体(J/kg ) 气体(J/m3 )
干木柴 1.2×107 酒精 3.0×107 煤气 3.9×107
烟煤 2.9×107 柴油 4.3×107 天然气 (7.1~8.8)×107
焦炭 3.0×107 石油 4.4×107 氢气 14.3×107
无烟煤 3.4×107 汽油 4.6×107
木炭 3.4×107 煤油 4.6×10
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二、热机的效率
为什么炉渣颜色有的黑有的白? 靠近炉灶有什么感觉?
不能完全燃烧
放出来的热量比按热值计算的小
热,温度比周围高
有效利用的热量比放出来的小
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热机中能量的分流
废气内能
散热损失
机械摩擦损失
有用机械能
高温高压
燃气
燃料完全燃烧放出的能量
燃烧不完全
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由图可知,真正能转化为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。
热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放出的能量的比值称为热机效率,即
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蒸汽机的效率只有6%~15%
汽油机的效率为 20%~30%
柴油机的效率为30%~45%
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思考:如何提高热机效率?
1.使燃料充分