14.2热机的效率（教学课件）---2024-2025学年九年级物理全一册（人教版）

热机的效率 第十四章 第２节 它们都离不开燃料。 燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。 〖请你说说〗 日常生活中常用到的燃料有哪些？ 常见的燃料有煤、木柴、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等， 小资料：烧开1kg的水，需要消耗2.18kg的木柴、1.16kg的煤、0.26kg的天然气。 相同质量的不同燃料燃烧释放的能量不同 一、燃料的热值 1.定义：1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫这种物质的热值。符号：q 2.单位： 3.热值也是物质的一种特性，与质量、放出的热量无关，只与物质的种类有关 无烟煤的热值为3.4×107J/kg,意义是： 液化气的热值为4.9×107J/m3，意义是： 4.物理意义： 1kg的无烟煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4×107J 1m3的液化气在完全燃烧时所放出的热量为4.9×107J J/kg 读作：焦耳每千克 【例1】烧开一壶水需烧100g酒精，如改烧木柴，则需木柴的质量是多少？（q木=1.2×107J/kg, q酒=3 × 107J/kg) 解： Q放=mq(固体和液体),Q放=Vq（气体） 烧开同一壶水 　　请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。 2．了解燃料的热值表 　　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q氢=1.4×108 J/kg 　　干木柴的热值q柴=1.2×107 J/kg Q 放= q氢×m =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J 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。 解：由 有： 由 有： 所以发射火箭用氢作为燃料，因为它的热值大。 二、热机的效率　 热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。 W有 Q放 ×100% η= W有=Q吸=cm△t Q放=mq 一般来说； 热机效率的计算公式: 热机的效率能不能达到100%，为什么？ 不能，因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分 二、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% （1）热机的效率是热机性能的重要指标 2．提高热机效率，节约能源，减少污染 （2）提高效率的途径 　　 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； 　　 改进热机，减少各种能量损失； 　　 利用废气的能量。 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 练一练 　　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% 练一练 【例3】天然气的热值是5×107J/m3,完全燃烧0.21m3的天然气可以放出 J的热量？若这些热量只有40％被水吸收，则可以使常温20 ℃下100kg的水温度上升到     ℃。 1.05×107 30 【例2】用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值4.2×107J/kg． 求：燃气灶烧水的效率． Q吸=cm△t =4.2×103J/（kg•℃）×50kg×50℃ =1.05×107J 答：燃气灶烧水的效率是50%． Q放=mq=0.5kg×4.2×107J/kg=2.1×107J η= 解：△t=t-t0=（70℃-20℃）=50℃ 　　4．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·℃)。 综合提升 　　解：Q = 1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J 　　m = Q c(t -t0) 8.4×106 J 4.2×103 J/(kg·℃)×(70 ℃-20 ℃) 　　 = 　　 = 40 kg 答：....... 1.定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫这种物质的热值。符号：q 2.单位： 3.热值也是物质的一种特性，与质量、放出的热量无关，只与物质的种类有关 4.物理意义 J/kg 读作：焦耳每千克 一、燃料的热值 Q放=mq(或Q放=Vq) 二、热量的计算 三、热机效率的计算 W有 Q放 ×100% η= 小结 Lavf57.62.100 $$