14.2 热机的效率（课件PPT）-【优翼·学练优】2022-2023学年九年级上册初三物理同步备课（人教版）

第二节 热机的效率 第十四章 内能的利用 燃料种类很多，煤炭、汽油、天然气等等，为什么火箭会使用氢来作为燃料呢？ 思考 学习目标 能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向；知道什么是热机效率；如何提高热机效率。 02 从生活中体会不同燃料释放热的本领不同，建立热值的概念；能简单计算燃料释放出的热量 。 01 固体燃料 液体燃料 气体燃料 木炭、煤等 汽油、酒精等 煤气、天然气等 燃料的热值 不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？ 1.1kg的干木柴和10kg的干木柴在同样燃烧时，放出的热量是否相同？ 2.相同条件下，1kg干木柴和1kg煤，哪一种燃料能烧开更多的水？ 3.1kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？ 思考 经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。 热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 焦每千克，符号是J/kg。 固体或液体燃料完全燃烧放出的热量的计算公式为Q=qm， 气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为Q=qV。 1.定义： 2.物理意义： 3.国际单位： 4.计算公式： 燃料的热值 　　请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。 一些燃料的热值 那么，为什么发射火箭上天要用氢做燃料呢？ 自带燃料和氧化剂的火箭 长征五号运载火箭（简称“胖五”）是捆绑四个助推器的两级半构型火箭，其芯级直径为5米，采用液氢液氧发动机 根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？ 若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？ 氢的热值是1.4×108 J/kg 干木柴的热值1.2×107 J/kg 放出热量 Q = qm =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J 需要干木柴 m= = ≈1.2105kg 约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。 1.4×1012J 1.2×107J/kg 4kg某种燃料完全燃烧时放出的热量是18.4×107J，则它的热值为 　 　，若这种燃料只烧掉一半 ，则剩余部分燃料的热值为　 　。 练一练 4.6×107J/kg 4.6×107J/kg 在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？ 燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？ 有用机械能 无用的机械能 燃气内能 损失的内能 热机效率 用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫作热机的效率。 热机的效率是热机性能的重要指标。 2、公式： 1、定义： 3、意义： 小结 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% 常见的热机效率 如何提高热机效率，节约能源，减少污染？ 1.提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； 2.改进热机，减少各种能量损失，提高效率； 3.利用废气的能量，提高燃料的利用率。 提高热机效率 例题 某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m 3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×10 3J/(kg•℃)，天然气的热值为3.2×10 7J/m 3。求：  （1）天然气完全燃烧放出的热量；  （2）水吸收的热量；  （3）该热水器工作的效率。 例题 （1）天然气完全燃烧放出的热量；  （2）水吸收的热量；  （3）该热水器工作的效率。 解：（1）天然气完全燃烧放出的热量： Q放=Vq=1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J。 解： （2）水吸收的热量： Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（50℃-20℃）=1.26×107J。 解：（3）燃气灶的效率：η= =1.26×107J/3.2×107J≈39.4%。 练一练 完全燃烧125mL的酒精能放出多少热量（酒精的热值为3.0×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3）？若放出的热值42%被水吸收了，（c水＝4.2×103J/（kg•℃）并且水的温度由25℃升高到35℃，求水的质量。 解：（1）完全燃烧酒精的体积： V酒精＝125mL＝125cm3＝1.25×10﹣4m3， 根据ρ＝ 可得，酒精的质量： m酒精＝ρ酒精V酒精＝0.8×103kg/m3×1.25×10﹣4m3＝0.1kg， 酒精完全燃烧放出的热量： Q放＝m酒精q＝3.0×107J/kg×0.1kg＝3.0×106J； 练一练 解：（2）根据题意可知： Q吸＝ηQ放＝42%×3.