14.2 热机的效率-2022-2023学年人教版物理九年级

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，为什么火箭会使用液态氢来作为燃料呢？ 思考 ①1kg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？ ③1kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？ 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。 一、燃料的热值 想一想 某种燃料完全燃烧放出的热量 与 其质量 之比。 1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 焦每千克，符号是J/kg 1.热值定义： 4.物理意义： 3.热值单位： 2.公式： 一、燃料的热值 Q m J Kg 练习 1.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？ 解：查热值表可知：氢的热值是q=1.4×108 J/kg 放出热量 Q = m q =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J 质量 m= 10吨= 10×103 kg 答：完全燃烧放出热量1.4×1012 J 5.各种燃料的热值 1Kg的煤油完全燃烧燃烧放出的热量是4.3×107J 固体 燃料 液体 燃料 气体 燃料 一、燃料的热值 6.燃料分类： 固体燃料 液体燃料 气体燃料 7.热值的理解： ①不同燃料的热值一般不同 为什么强调“一般不同”而不是“全部不同”？ ②热值是燃料的一种特性。 燃料的热值 和 物体密度一样，物质种类变了，热值、密度才会发生改变形态、质量、体积、是否完全燃烧、放出热量都无关 J Kg J/Kg J m3 J/m3 ③热值反映燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小。 练习 2.一杯酒精倒出一半，剩余酒精的质量、密度和热值的变化情况是( ) A. 质量、密度和热值都不变 B. 质量、密度和热值都变为原来的一半 C. 质量变为原来的一半，密度和热值不变 D. 质量和热值变为原来的一半，密度不变 C 3.对于燃料的热值，下列说法中正确的是( ) A. 容易燃烧的燃料热值大 B. 燃料没有燃烧时没有就没有热值 C. 燃料的热值越大，燃料燃烧时放出的热值就越多 D. 燃料的热值与燃料的质量和是否完全燃烧无关 D 4、 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 ①求热值 ②燃料种类不变，热值不变 燃料种类很多，煤炭、汽油、天然气等等，为什么火箭会使用液态氢来作为燃料呢？ 思考 液态氢热值高 26页 动手动脑学物理 1.汽油的热值为4.6×107J/kg。这个数值究竟有多大？有人通过一个具体 例子来认识汽油热值的大小：一个60kg的人，从大厦的1楼步行至第11楼 (走了10层楼)，每层楼的层高为3m，他克服重力做了多少焦耳的功？如果 汽油完全燃烧获得的热量的焦耳数和这些功相等，需要汽油的质量是多少？ 这大约相当于生活中什么物质的质量？ 26页 动手动脑学物理 1.汽油的热值为4.6×107J/kg。这个数值究竟有多大？有人通过一个具体 例子来认识汽油热值的大小：一个60kg的人，从大厦的1楼步行至第11楼 (走了10层楼)，每层楼的层高为3m，他克服重力做了多少焦耳的功？如果 汽油完全燃烧获得的热量的焦耳数和这些功相等，需要汽油的质量是多少？ 这大约相当于生活中什么物质的质量？ 热量Q=所做的功W 内燃机中燃料很难完全燃烧，释放的热量也没有全部用来做有用功，损失了大部分。其中废气带走的能量最多。 二、热机效率 1.热机的能量流向图 二、热机效率 最多 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 热机的效率是热机性能的重要指标。 热机效率不会是100% 2、热机效率公式： 1、热机效率定义： 3、意义： 二、热机效率 W有 Q放 蒸汽机的效率只有6%~15% 汽油机的效率为 20%~30% 4.常见的热机效率 柴油机的效率为30%~45% 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。 5.提高热机效率，节约能源，减少污染 6.求热机的效率 有用功W有是发动机的牵引力做功所消耗的能量 W有=Fs 水平方向牵引力×水平方向移动距离 或 W有=Pt 功率×时间 燃料完全燃烧放出的能量Q放=mq 质量×燃料热值 做有用功的那部分