14.2 热机的效率-2024-2025学年人教版九年级全一册物理

第十四章 第2节 热机的效率 1 二、内能的利用： 1、直接加热物体 2、利用内能做功 二、内能的利用： （内能转化为机械能） 热机的 效率 燃料的种类： 　　固体燃料　如：干柴　煤等　 　　液体燃料　如：汽油　柴油　酒精等 　　气体燃料　如：氢气　天然气等 燃料燃烧过程：燃料的化学能转化为内能 燃料的燃烧 右图表示一个家庭使用某种燃料时的消耗量。使用不同燃料，消耗量是不同的。为什么？ 干木柴：6Kg 煤：3Kg 液化石油气：0.5Kg 一、燃料的热值 1.物理意义：描述不同燃料完全燃烧放热本领的物理量 2.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 定义式：q=Q／m 3.单位：焦每千克 符号：J/kg 干木柴的热值是q=1.3x107 J/Kg 物理意义：１kg的干木柴完全燃烧放出的　　 热量是1.3x107 J 热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关。 思考：火箭为什么以液态氢为燃料？ 氢的热值大 燃料燃烧释放热量计算公式 Q放= m q Q放= V q （气体） 例.完全燃烧15千克热值是 3×107J/kg的煤炭，能产生多少热量？ 例.在一次物理实验中，共燃烧煤气0.5m3，如果煤气完全燃烧，则能释放多少热量？ 煤气的热值q=4×107J/m3 1：质量为10kg的水温度从25℃升高到65℃，消耗掉0.3Kg的干木柴，求0.3Kg的干木柴完全燃烧可放出多少热量？ (q=1.2×107J/Kg) 热机效率 讨论交流：热机工作时，能不能将燃料燃烧放出的内能全部用来对外做有用功呢？ 由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量 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 废气排出带走的能量 热机中燃料释放能量的主要走向示意图 转化为机械能的部分 热机的效率 2、提高热机效率的方法： 尽量让燃料充分燃烧； 设法利用废气的能量； 减少能量损失； 保证良好的润滑。 1、热机在工作过程中造成能量损失的因素有： 燃料很难全部燃烧； 排出的废气带走能量； 热机部件要散热； 机器之间的摩擦消耗能量。 热机中能量损失的原因 燃料的不完全燃烧 气缸部件吸热后的热量散失 废气带走的热量 克服摩擦做功而消耗的能量。高热机效率，可提高燃料的利用率。 热机效率： 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热量之比，叫做热机的效率 定义式：η=W／Q放 2.各种热机的效率: 蒸汽机:6﹪~15﹪ 汽油机：20﹪~30﹪ 柴油机：30﹪~45﹪ 提高热机效率及燃料的利用率 的主要途径: 1.使燃料燃烧得更充分 2.用优良的润滑材料减小摩擦,以减少机械损失. 3.设计上不断改进，减少热量的散失。 3.在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施。（热电站） 板书 一、热值 1.物理意义：描述不同燃料完全燃烧放热本领的物理量 2.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 定义式：q=Q／m 3.单位：焦每千克 焦每立方米 符号：J/kg 或 J/m 4、热值是燃料本身的一种特性 5.决定因素：种类 二、相关公式 1.燃料完全燃烧放热公式： Q放= m q 或 Q放= V q 2.不计热损失：Q吸=Q放 3.考虑热损失： （1）炉子效率： η=Q吸／Q放 （2)热机效率： η=W／Q放 用家用燃气热水器烧水洗澡，假如洗一次澡要用掉天然气0.14米3. 问:完全燃烧这么多的天然气能放出多少焦的热量？(q=8×107焦耳/米3) 练一练： 1、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约80千克，液化石油气约30千克，煤气约60千克。这四种燃料中的热值最高的是( ） A、液化石油气　　B、煤气 C、烟煤　　　　　D、木柴 A 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.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） 3、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2千克柴油能放热 J，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功 J。 （柴油的热值为3.3×107J/kg） 4、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度？ 6.6×107 1.98×107 5. 柴油机甲的效率高于柴油机乙的效率,这表明(　　 ) A.甲做功多 B. 甲做功快 C.甲消耗柴油少 D.甲将内能转化为机械能的比例大 D 燃料燃烧释放热量计算公式： Q放= m q 或 Q放= V q 分析：由Q放= m q 决定燃料燃烧放热大小的因素： 1.燃料的质量 2.燃料的热值 3.燃料是否完全燃烧 $$