13.4《热机效率》---2023-2024学年沪科版物理九年级上学期

13.4热机效率和环境保护 第十三章　内能与热机 柴薪 煤炭 石油 天然气 从哪里获得内能？　 　　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？ 　　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　 想想议议 　　某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值（q）。 焦每千克； 符号：J/kg。 焦每立方米；符号：J/m3。 一、燃料的热值 1、定义 2、公式 3、单位 观察热值表，你有什么收获？ 煤油 4.6X107 木炭 3.4X107 汽油 4.6X107 无烟煤 3.4X107 氢气 14.3X107 石油 4.4X107 焦碳 3.0X107 天然气 4.4X107 柴油 3.3X107 烟煤 2.9X107 煤气 4.2X107 酒精 3.0X107 干木柴 1.2X107 气体 液体 固体 常用燃料的热值（单位：J/kg） 了解燃料的热值表 4.烟煤的热值是多少，其物理意义是什么？ 5.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 　　为什么发射火箭上天要用氢做燃料？ 想一想 热值的简单计算 一辆汽车在公路匀速行驶11.2km,受到的牵引力为3000N，燃油完全燃烧3L，若燃油的密度p=8kg/m3,热值q= J/kg （1）求车牵引力做的功 （2）求燃油完全燃烧放出的热量 思考：”少“的那部分能量去哪了？ 解： （1）W=FS=3.0 (2)Q放 =mq=2.4kg 1、部分燃料未完全燃烧 2、克服摩擦消耗能量 转变为对外做有用功的能量 4、机械传热损失能量 3、废气排出带走能量 二、热机的效率　 燃气内能 二、热机的效率 1、定义： 2、公式 η＝W有/Q放×100％ 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。 化学能 内能 机械能 内能 1000J 5000J 500J 500J 12 　　 　　 一辆汽车在公路匀速行驶11.2km,受到的牵引力为3000N，燃油完全燃烧3L，若燃油的密度p=8kg/m3,热值q= J/kg （1）求车牵引力做的功 （2）求燃油完全燃烧放出的热量 （3）计算该热机的效率 解： （1）W=FS=3.0 (2)Q放 =mq=2.4kg 热值的简单计算 你能算一算计算该热机的效率吗？ 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% 各种热机的效率: 3、提高效率的途径 　　 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； 　　 改进热机，减少各种能量损失； 　　 利用废气的能量。 4.讨论交流：如何保护我们的环境？ 改进燃烧设备，加装消烟除尘装置; 集中供热； 改用气体燃料，普及煤气和天然气； 充分开发利用污染少和无污染的新能源。 课后小结： 1、热值 ①概念： ②单位； ③公式： ④计算： 2、热机效率 ①概念： ②提高热机效率的途径： 　 具体措施： 3、保护环境，从我做起。 把1千克某种燃料完全燃烧释放出的能量（热量）叫做这种燃料的热值。用q表示。 J/kg（固体、液体） J/ m3（气体） Q＝mq（或Q＝Vq） 热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。用η表示。 公式： η＝Q有/Q总×100％ 减少热机各种能量损失 首先要减少燃烧过程中的热量损失; 其次是减小机械摩擦以减少机械损失. 再次是尽量简化机械传动部分, 以减少机械损失. 实验：小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。注：燃料完全燃烧放热用计算，某燃料的热值用表示；其质量用表示。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表： 为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的______相同、及______相同 分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______ 小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：______。利用此实验方法计算出的热值将比真实值______（偏大、偏小）。为什么