14.2 热机效率 课件- 2024-2025学年人教版九年级物理上册

第十四章 内能的利用 第二节 热机效率 学习目标 1.从能量转化的角度认识燃料的热值。 2.掌握有关热值的计算。 3.通过能量的转化和转移，认识热机效率。 4.提高热机效率的方法。 使用木材、煤炭、天然气烧开同一壶水，使用的木材、煤炭、天然气的质量相同吗？ 情境导入 思考： 燃烧相同质量的木材、煤炭、天然气放出的热量相同吗？ 探究新知 一、燃料 常见的燃料有木柴、煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油、 液化气等）、天然气等。 固体燃料 液体燃料 气体燃料 燃料可分为三种 探究新知 二、燃料及其热值 （1）定义： 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。 （2）物理意义： 　　热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 （3）单位： 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。 了解燃料的热值表 请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。 探究新知 探究新知 燃料的热值的理解 1.热值是燃料的一种特性，其大小与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧无关 2.木炭: 3.4×107J/kg的物理意义： 1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107J 3.热值的有关计算: （1）固体或液体燃料：Q放 = mq （2）气体燃料：Q放 = Vq 探究新知 例：已知无烟煤的热值为3.4×107 J/kg ，则10kg无烟煤完全燃烧放出多少焦耳的热量？ =3.4×107 J/kg× 10kg =3.4×108J 解：10kg无烟煤完全燃烧放出的热量 Q放= qm 探究新知 三、热机效率 用煤气灶烧水时，煤气能完全燃烧吗？煤气燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？ 燃料的 内能 ④燃料不能完全燃烧 ① 散热 ②加热煤气灶壁 水吸收的热量 ③ 加热水壶 想一想: 在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？ 燃气内能 热量散失及克服摩擦做功损失的内能 废气带走的内能 探究新知 有用机械能 定义： 用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比称为热机效率. 探究新知 三、热机效率 公式： 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% 探究新知 （1）热机的效率是热机性能的重要指标 （2）提高效率的途径 ①改善燃烧环境，使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。　　 ③减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。　　 ④充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。 提高热机效率的途径 探究新知 课堂小结 1.常见的燃料油三种：固体、液体、气体 2..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。 （1）固体或液体燃料：Q放 = mq （2）气体燃料：Q放 = Vq 3.用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比称为热机效率，即： 4.提高热机效率的途径 当堂检测 1．对于燃料的热值，下列说法中正确的是 (　　 ) A．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况无关 B．燃烧1kg某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大 D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 A 当堂检测 2.航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（　　） A.较小的质量　 B.较小的密度　 C.较大的比热容　 D.较大的热值 D 3．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为__________。 35% 当堂检测 4.如图表示的是汽油机的能量流向，对照此图，下列说法不正确的是(　　) A．废气的排放所占比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段 B．冷却水能量的二次利用可以提高 能量利用率 C．该汽油机的热机效率为70% D．该汽油机的能量利用率为30% C 当堂检测 5.用天然气灶烧水，燃烧1m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃，天然气热值3.2×107J/m3,求: （1）天然气完全燃烧放出热量 （2）水吸收的热量 （3）天然气灶的效率 解：（1）Q放 = Vq= 1 m3 ×3.2× 107J/m3 =3.2× 107J； （2）Q吸=c水m△t=4.2×103 kg /m3× 100kg ×（ 70℃ - 20℃ ） =2.1 × 107J； （3） $$