14.2 热机的效率 课件 2023－2024学年人教版物理九年级全一册

第十四章 内能的利用 第2节 热机的效率 讨论：1.列举一下我们生活中可以使用哪些可燃烧的材料烧开一壶水？ 草木、煤炭等 石油、酒精、汽油等 煤气、天然气 等 固体燃料 液体燃料 气体燃料 燃料分为:固体燃料、液体燃料和气体燃料。 为比较不同的燃料，即使质量相同，完全燃烧放出的热量也是不同的。 热值 讨论： 2.现有三种燃料：干草、木柴、煤炭，我们要烧开同一壶水，这三种燃料用量是否相同？ 不相同 我们该怎样比较不同燃料燃烧时这种放热性能优劣 1.热值定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比 2.符号：q 4.意义：表示燃料燃烧时放热本领的物理量 一、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 3.单位：J/kg （J/m3） q煤 = 3.4×107J/kg：表示1kg的煤在完全燃烧时所放出的热量3.4×107J 5.计算热量公式： 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 小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg的烟煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的热量（烟煤的热值q=2.9×107J/kg)? 解：Q=mq=1.5kg×2.9×107J/kg =4.35×107J 答：这些煤完全燃烧放出的热量为4.35×107J 把5kg、40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为1.2×107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收） 解答： Q吸 = cm△t =4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃- 40℃)=1.26×106J 由题意知Q吸=Q放=1.26×106J m= Q q 1.26×106J = 1.2×107J/kg =0.105kg 由Q放=qm得 练 几种燃料的热值（焦/千克） 氢1.4 ×108 汽油4.6 ×107 酒精3.0×107 柴油3.3 ×107 煤气（约）3.9 ×107 煤油4.6 ×107 天然气7.1~8.8 ×107 烟煤（约）2.9 ×107 无烟煤（约）3.4 ×107 焦炭3.0 ×107 木炭3.4 ×107 干木柴（约）1.2 ×107 （J/m-3 ） （J/m-3 ） 6.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。 Q吸 Q放 = cm△t mq （2）公式： （1）定义： 有效利用的热量（水吸收的热量）与燃料完全燃烧放出的热量之比。 1.燃料的利用率： 二、热机的效率 2.热机的效率 （η） （1）定义：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，叫做热机的效率。 蒸汽机 ----------- 6—15% 汽油机 ----------- 20—30% 柴油机 ----------- 30—45% （3）热机的效率是热机性能的重要指标。 W有 Q总 = pt mq （2）公式： η= （4）热机中燃料释放能量的主要走向示意图 注：在热机的各种损失中，废气带走的能量最多 废气排出带走的能量 燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放 机械传热损失一部分能量 热机真正转变为对外做功的部分 由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量 完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为3.0×107J/kg)能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使30kg 、20℃的水温度升高到多少摄氏度？ 练 解：m1=140g=0.14kg q= 3.0×107J/kg η= 30% m2=30kg 　 t0=20℃ Q放=m1q= 0.14kg ×3.0×107J/kg=0.42×107J η Q放= Q吸=cm2 (t-t0) 30%×0.42×107J=4200J/(kg· ℃)×30kg×(t-20℃) t =30 ℃　　 答：水温度升高到30 ℃。 （5）提高热机效率的方法 1.使燃料充分燃烧； 2.尽量减少各种热量损失； 3.在热机的设计和制造上采用先进的技术； 4.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。 小结 什么是燃料的热值？ 燃料完全燃烧时放出热量如何计算？ 热机效率如何计算？ 如何提高热机效率？ 1．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是