14.2 热机的效率 2023-2024学年人教版九年级物理全册

第2节 热机的效率 第14章 内能的利用 1. 从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念。 2. 能计算燃料完全燃烧放出的热量。 3. 能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向及散失的途径 4. 掌握热机效率的计算方法，了解如何提高热机效率。 学习目标 课程导入 2023年7月12日，朱雀二号成功发射 全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭！🚀 比冲或比冲量是对一个推进系统的燃烧效率的描述。比冲的定义为:单位质量的推进剂所能带来的冲量(动量的改变)，单位为米/秒(m/s)或牛·秒/千克(N·s/kg)，工程上习惯使用秒(s)。比冲越高代表效率越好，亦即可以用相同质量的燃料产生更多的动量。 3 燃料的热值 燃料是指可燃烧的物质，最常见的是按其物理状态分类 液体燃料 汽油、酒精等 固体燃料 煤气、天然气等 气体燃料 木炭、煤等 不同燃料的放热本领相同吗？ 4 燃料的热值 　　怎么比较它们谁的放热本领强呢？ 　　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。 5 燃料的热值 热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（某些气体为体积）之比，叫做这种燃料的热值。用符号q表示。 　　国际单位：焦每千克 符号：J/kg 　 单位 公式 固液： 气体： 气体燃料的单位：焦每立方米 符号：J/m3 热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量 物理意义 燃料的热值 变形公式 公式 固液： 气体： 燃料燃烧放出热量的计算 Q放= qm Q放= qV 根据燃料燃烧放出的热量计算燃料的质量/体积 m= V= 燃料的热值 1.请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。 2.观察表格，你得到什么信息。 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）、是否完全燃烧无关。 燃料的热值 　　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？ 　　再算算，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 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。 所以火箭大多用液氢作为燃料，因为热值大，且清洁环保 9 热机的效率 　　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 燃气内能 散热、克服摩擦损失 废气带走的能量 回忆机械效率是什么？ η＝ ×100% 　　　　　　　　　　 W有用 W总 η= W有用 Q放 ×100% 热机效率： 10 热机的效率 η= W有用 Q放 ×100% 热机效率： 用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量、之比称为热机效率 物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。 11 热机的效率 常见热机效率 柴油机：30﹪~45﹪ 喷气式发动机：50﹪~60﹪ 蒸汽机: 6%~15% 汽油机: 20%~30% 12 热机的效率 如何提高热机的效率？ 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； 改进热机，尽量减少各种热量损失； 在热机的设计和制造上采用先进的技术； 利用废气的能量 注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。 13 燃料的热值 热机的效率 热量公式：Q放=mq（固、液）， Q放=Vq（气） 公式： ×100% 提高热机效率的途径 定义 定义公式： （固、液） （气） 课堂小结 课堂小测 C 　　1．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 (　　 ) 　　A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 　　B．燃料没燃烧时就没有热值 　　C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关 　　D．容易燃烧的燃料热值一定大 课堂小测 2.如图所示是内燃机的能量流向图，则内燃机的效率可以表示为（ ） B 课堂小测 　　3. 关于热机效率，下列说法正确的是： 　　　　　　　　　　　　　　　　　(　　 ) 　　A．热机效率越高，即热机做的有用功多 　　B．热机效率越高，即热机的功率越大 　　C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失， 并且要保证良好的涧滑 　　D．提高热机效率，有利于环保减排 C D 　　4．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走