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 第二节 热机的效率 温故知新 （1）汽油机和柴油机的共同特点有哪些？ ①都是将燃料放在汽缸内，燃烧后产生高温高压的气体，推动活塞对外输出机械能。 ②都是四冲程构成的一个工作循环，周而复始的工作。 （2）用于做功的内能从何而来？ 将燃料放在汽缸内，燃烧后产生的内能。 生活中有哪些燃料？ 一、燃料 1.燃料的种类 气体燃料 固体燃料 液体燃料 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。 二、热值 1.定义： 2.表达式： 指燃料燃烧后，全部变成不可燃烧物的过程。 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。用符号 表示。 热量（J） 质量（kg） 热值（J/kg） 干木材柴 约1.2×107 J/kg 柴油 3.3×107 J/kg 烟煤 约2.9×107 J/kg 煤油 4.6×107 J/kg 无烟炭 约3.4×107 J/kg 汽油 4.6×107 J/kg 焦炭 3.0×107 J/kg 氢 1.4×108 J/kg 木炭 3.4×107 J/kg 煤气 约3.9×107 J/m3 酒精 3.0×107 J/kg 沼气 约1.9×107 J/m3 一些燃料的热值 表格中燃料的热值，有何特点？ （1）每种燃料都有一定的热值，不同燃料热值一般不同。 （2）氢的热值最大。 3.单位： 焦每千克（J/kg） 4.物理意义： 1J/kg表示质量为1kg的燃料完全燃烧放出的热量为1J。 焦每立方米（J/m3） 5.燃料燃烧放热公式： Q放 = qm 质量 热值 或:Q放 = qV 体积 　　计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？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） 解： Q = m氢q氢 =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J 需要干木柴 　答：　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。 发射火箭上天要使用氢作燃料 思考：用煤气将质量为1kg的水烧开（从25℃加热至100℃），这些煤气完全燃烧放出的热量是多少？水吸收的热量是多少？（煤气的热值是3.9x107J/m3） 煤气放出的热量： 水吸收的热量： 水吸收的热量远远小于煤气放出的热量，为什么在烧水时，水不能吸收煤气燃烧放出的全部热量？ 煤气燃烧放出的热量除了要加热水，还要加热容器和周围的空气，即有热量的损耗。 是不是似曾相识？ 三、热机的效率 三、热机的效率 　　1．热机的效率：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 2.公式： Q有=W有 上页中，煤气加热水的效率为： 无用的机械能 有用机械能 燃气内能 损失的内能 三、热机的效率 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% 3.常见热机的效率： 热机的效率是热机性能的重要指标 所有的热机的效率都小于1。 三、热机的效率 4．提高热机效率的途径 （1）燃料充分燃烧； （2）注意保养，减少摩擦 （3）改进创新，减少各种能量损失； 5.废气能量的利用-------热电站 利用蒸汽轮机排出的废气来供热， 提高燃料的利用率 课堂练习 　 1.对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 (　　) 　　A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 　　B．燃料没燃烧时就没有热值 　　C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关 　　D．容易燃烧的燃料热值一定大 C 　 2.关于热机效率，下列说法正确的是：（ ）　　　　　　　 　　A．热机效率越高，即热机做的有用功多 　　B．热机效率越高，即热机的功率越大 　　C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑 　　D．提高热机效率，有利于环保减排 C 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% 4.某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100 g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60 ℃、消耗了4.2 g酒精．已知：水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，酒精的热值为3×107 J/kg.求： (1)此过程中水吸收的热量； (2)4.2 g酒精完全燃烧放出的热量； Q吸＝cm水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×60 ℃＝2.52×104 J Q放＝m酒q＝0.0042 kg×3×107 J/kg＝1.26×105 J (3)酒精灯烧水时的热效率． 5.已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。 　Q 放=mq= 1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J 　　m = Q吸 c(t -t0) 8.4×106 J 4.2×103 J/(kg·℃)×(70 ℃-20 ℃) 　　 = 　　 = 40 kg Q吸=Q 放 小亮家有一个容积为2 L的水壶，水壶里装有初温为25℃的水，在1标准大气压下小亮用天然气炉具对水进行加热．[已知天然气的热值q＝8.4×107 J/m3，水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]求： (1)烧开1 L水需要吸收多少热量？ (2)若天然气炉具的效率是30%，则烧开1 L水需要完全燃烧多少m3的天然气？ $$