14.2热机的效率2024-2025学年人教版九年级物理全一册

2.热机的效率 十四章 内能的利用 1 1.理解燃料的热值的定义，会描述热值的物理意义 2.知道热值是燃料的一种特性。 3.知道热机效率及定义，并提出提高热机效率的方法与措施。 标题 学习目标 1、汽油机有哪四个冲程？ 2、哪些冲程发生了能量的转化？如何转化？ 复习导入 压缩冲程 做功冲程 内能转化成机械能 机械能转化成内能 从哪里获得内能？　 3 热机是通过燃料燃烧来获得动力的 燃料在燃烧过程中把化学能转化为内能 柴薪 煤炭 石油 天然气 一、燃料的热值 　　不同燃料的放热本领相同吗？ 　　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。 想想议议 一个四口家庭一个月烧水、做饭所需要的燃料： 约需木柴200Kg 约需煤90Kg 怎么比较它们谁的放热本领强呢？ 想想议议 我们是怎么比较不同物质密度的大小的？（kg/m3） 所有物体都取1m3，比较他们质量的多少。 我们怎么比较不同燃料燃烧释放热量的多少？ 把所有燃料都取1kg,让它们完全燃烧，比较它们放出热量的多少。 　　 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。符号: q 1．热值 （1）定义： 我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。 “完全燃烧”的含义是烧完、烧尽.某种燃料，只有在完全燃烧时放出的热量与质量之比才是这种燃料的热值，如果用没有完全燃烧放出的热量计算出的热值就比实际值小. 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。 　　 热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 （3）物理意义： （2）单位 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、 J/m3 ） 练一练 说一说各种燃料热值的物理意义 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 (4)燃料燃烧放出热量的计算公式: 气体燃料:放出热量Q = 热值q×体积V 固体燃料:放出热量Q = 热值q×质量m 煤油 4.6X107 J/kg 物理意义： 　　 1 kg煤油完全燃烧放出的热量。 mkg煤油完全燃烧放出多少的热量？ Q=4.6X107 J/kg ×m kg 热值（q） 质量(m) 练一练 　　为什么发射火箭上天要用氢做燃料？ 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？ 氢的热值是1.4×108 J/kg 放出热量Q = 热值q×质量m = 1.4×108 J/kg× 10×103 kg = 1.4×1012 J 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？ 干木柴的热值是1.2×107J/kg 需要干木柴 约120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。 二、热机的效率 用煤气灶烧水时，煤气能完全燃烧吗？煤气燃烧释放的热量能全部被水吸收吗？ 煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量；装水的容器吸收了一部分能量；煤气灶本身也会吸收一部分能量；高温的烟气带走一部分能量；还有一部分能量直接散失掉了。 克服摩擦消耗一部分能量 水吸收的热量只占煤气完全燃烧放出热量的一小部分。只有水吸收的热量才是被有效利用的。 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？ 废气带走的能量 有用机械能 想一想 燃料的化学能 不完全燃烧损失的能量 1．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。 2.热机效率的计算公式: 公式：η = W有用 Q放 ×100% 燃料完全燃烧放出的能量 用来做有用功的能量 3.热机效率的物理意义 热机的效率表示使用热机时燃料利用率的高低，因此热机的效率是反应热机性能的重要指标. 4.各种热机的效率 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% 思考：如何提高热机的效率？ 5．提高热机效率的途径 （1）使燃料充分燃烧 （2）改进热机，减少各种能量损失； （3）设法利用废气带走的能量。 ； 一.燃料的热值 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。 4.燃料燃烧放出热量的计算公式: 放出热量Q = 热值q×质量m 课堂小结 二.热机的效率 1.定义:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比. 2.公式: 3.提高热机效率的方法: 公式：η = W有用 Q放 ×100% （1）使燃料充分燃烧 （2）改进热机，减少各种能量损失； （3）设法利用废气带走的能量。 ； 练一练 在一次某新型号汽车的测试中，让汽车在一段平直的公路上匀速行驶4.8km，受到的阻力是3.0×103N,消耗汽油1.2kg(假设汽油完全燃烧)。汽油的热值为q=4.6×107J/kg求： （1）汽车牵引力做的功W （2）该型号汽车的热机效率η （1）因为汽车做匀速直线运动，所以F=f= 3.0×103N, W=Fs= 3.0×103N×4.8×103m=1.44×107J （2）Q放=qm= 4.6×107J/kg × 1.2kg =5.52 × 107J， 该型号汽车的热机效率 η = W有用 Q总 ×100%= 1.44×107J 5.52 × 107J， ×100%≈26% $$