14.2 热机的效率 2023-2024学年人教版九年级物理上学期

第2节 热机的效率 第十四章 内能的利用 思考 汽车行驶的动力来自于什么能量？ 燃料燃烧的内能 生活中的内能来自于？ 木柴 煤 天然气 石油 相同条件下，质量相同的不同燃料燃烧时放出的热量是否相同？ 4g的碎纸 4g的酒精 质量相同、初温相同的水 最后的温度 加热方式 26℃ 35℃ 实验数据 结论 质量相同的不同燃料燃烧时的放本领不同 一、热值 （1）定义： 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。 （2）符号：q （3）公式：q=Q/m （4）单位：焦每千克 （J/kg) 酒精的热值为：3.0×107J/kg 物理意义：1kg酒精完全燃烧，放出的热量为3.0×107J。 燃料的热值   单位：J/kg 固体和液体燃料 气体燃料   单位：J/m3 气体燃料 Q：燃料完全燃烧释放的热量 ｑ：燃料的热值 ｍ：燃料的质量 Q=mq 2、热值是燃料本身的一种性质，只与燃料的种类有关 3、热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能大小的物理量 1、热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 关于热值 一箱木炭，质量是10kg，其热值是3.4×107J/kg ，若用掉一半，剩下的木炭热值为？ 半箱木炭燃烧时最多能放出多少热量？ 用木柴烧水时，木柴燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？ 思考 热效率 二、热效率（烧水效率） 定义：有用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比 公式： Q Q h = 吸 放 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。 在内燃机中燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？ 全部转化为有用的机械能了吗？ 思考 燃料燃烧放出的能量 燃料很难全部燃烧 排除的废气带走能量 有用机械能 热机部件要吸热 克服运转机件之间的摩擦消耗能量 做有用功的能量 定义：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 公式表示：η = W有 Q放 三、热机的效率 始终小于1，用百分数表示 热机的效率是热机性能的重要指标 柴油机的效率为30%~45% 蒸汽机的效率为6%~15% 汽油机的效率为 20%~30% 　　 使燃料充分燃烧； 　　 减少热散失； 减小摩擦； 　　 利用废气的能量。 想一想：如何提高热机的效率？ 1．一台柴油机的效率为25%，用这台柴油机工作时，完全燃烧2kg的柴油。 （1）柴油机完全燃烧放出的热量？（柴油的热值为3.3×107 J/kg） （2）这台柴油机可做多少有用功？ 课堂练习 2．高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油灶具将10kg的水从25℃加热到100℃。已知水的比热容是4.2×10 3J/(kg•℃) ，高能聚合油的热值约为4.2×107 J/kg 。求： （1）这些水吸收的热量； （2）若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%，则燃烧了多少千克高能聚合油。 3．顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”，生动的呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾，水温升高了80℃，[c水=4.2×103J/（kg·℃），q煤=3×107J/kg]，在此过程中，求： （1）水吸收的热量； （2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量； 4．12月20日，西安市首批60辆甲醇出租汽车上线运营（如图所示），新型出租汽车使用M100纯甲醇作为车用燃料．甲醇汽车推广应用，是西安推进治污减霾，打好蓝天保卫战，培育经济增长新动能的重要举措．若该车和车内乘客的总质量为2500kg．当该车在水平路面上以20m/s的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍，（已知，M100的热值为2×107J/kg，密度约为0.8×103kg/m3）求： （1）该车匀速行驶时的功率； （2）如果这款出租车以20m/s的速度匀速行驶，百公里耗油（甲醇）12L，则它的发动机效率是多少？ 这节课你收获了什么？ $$