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2节 热机的效率 R·九年级上册 学习目标： 1.从能量转化的角度认识燃料的热值，知道燃料热值的物理意义及其单位。 2.能简单计算一定质量的燃料完全燃烧所释放的热量。 3.通过能量的转化和转移，认识热机效率，并能用热机效率进行简单计算。 1.什么样的机械叫热机？ 2.汽油机有哪几个冲程？ 3.哪些冲程发生了能量的转化？如何转化？ 吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 压缩冲程把机械能转化为内能；做功冲程把内能转化为机械能。 利用内能做功的机械。 1.燃料的热值 物理学中，把某种燃料___________时放出的热量与其______之比叫做这种燃料的热值，可用字母q表示，它是燃料的一种特性。热值在数值上等于_______某种燃料____________放出的热量。 完全燃烧 质量 1kg 完全燃烧 2.热机的效率 对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量散失了。用来做_________的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之______，叫做热机的效率。 有用功 比 柴薪 石油 煤炭 天然气 人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。在现代社会，人类所用的能量很大一部分依然是从燃料的燃烧中获得的。 一、燃料 1．燃料的分类 固体燃料 液体燃料 气体燃料 2．能量转化 化学能转化为内能 　　相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同？ 二、燃料的热值　 想一想： 燃料 最后温度 质量相同，初始温度相同的水 4g的碎纸 26℃ 4g的酒精 35℃ 实验记录： 实验结论：用质量相同的酒精和碎纸分别给两杯完全相同的水加热，两杯水升高的温度不同，用酒精加热的水升高的温度多。 为了比较燃料的特性，引入了“热值”这一物理量。 　　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。 　　国际单位：焦每千克；符号：J/kg。 　　气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。 1．热值的概念 （1）定义 （2）表达式 （3）单位 指燃料燃烧后,全部变成不可燃烧物的过程 热值视频 2．一些燃料的热值 物理意义是：表示1kg的干木柴完全燃烧所放出的热量约为1.2×107J。 物理意义是：表示1m³的煤气完全燃烧所放出的热量约为3.9×107J。 　　为什么发射火箭上天要用氢做燃料？ 3．有关燃料燃烧放热的计算 想一想 点击播放 　　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× 104 kg = 1.4×1012 J 需要干木柴 　　约117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。 例1 甲、乙两种燃料完全燃烧时，甲放出的热量较多，那么（ ） A.甲燃料的热值一定大于乙燃料的热值 B.甲燃料的质量一定大于乙燃料的质量 C.甲燃料的质量和热值都比乙燃料的大 D.甲燃料的热值可能比乙燃料的热值小 解析：Q放=mq ，即Q放的大小与质量m和燃料的热值q都有关，因此，甲放出的热量较多，其质量和热值不一定大，但是质量和燃料热值的乘积一定大，故应选D。 × D × × √ 例2 在一次物理实验中，共燃烧酒精42g，如果酒精完全燃烧，则能释放多少热量？这些热量被10kg的水完全吸收，水的温度能上升多少摄氏度？［酒精的热值q=3.0×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）］ 解：Q放 = mq = 42×10-3kg×3.0×107J/kg=1.26×106J， 由Q放 = Q吸 = cmΔt，得： 即酒精完全燃烧释放的热量是1.26×106J；水的温度能上升30℃。 　　热值反映了所有能燃烧的物质的一种性质，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系。 总结： 有效利用 60% 高温的烟气带走相当一部分热量， 未燃烧 15% 散失 25% 燃料很难完全燃烧 被水吸收的热量 燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小，例如用煤烧水。 一部分热量直接散失掉 三、热机的效率　 热机的效率视频 提高锅炉效率的措施: （1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。 （2）减少各种热量损失。 将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更完全燃烧。