14.3 热机效率 ----2025-2026学年人教版物理九年级上学期

第十四章 内能的利用 第3节 热机的效率 1.知道燃料热值概念、单位和物理意义。 2.会用热值的计算公式进行简单的计算 3.知道燃烧过程中能的转化，会计算热机效率 学习目标 新课导入 你知道火箭是如何获得巨大的机械能的吗？它用的是什么燃料呢？燃料燃烧释放的热量能被完全利用吗？ 一、燃料的热值 柴薪 煤炭 石油 煤气 相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热量相同吗？ 燃烧质量相等的不同燃料，放出的热量通常是不同的 我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。 一、燃料的热值 1.热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。 2.意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 q汽油=4.6×107J/kg表示： 3.符号：q 4.单位：固体燃料（焦每千克，J/kg）；气体燃料（焦每立方米，J/m3） 一、燃料的热值 活动：请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。 热值是燃料本身的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等无关。 一、燃料的热值 燃烧燃料放热的计算： 固、液体燃料 Q= qm Q：热量，单位：J q：热值，单位：J/kg m：质量，单位：kg 气体燃料 Q= qV Q：热量，单位：J q：热值，单位：J/m3 V：体积，单位：m3 例1 氢的热值是 1.4×108 J/kg，干木柴的热值是1.2×107 J/kg，3kg的氢完全燃烧放出的热量是多少？与多少千克的干木柴完全燃烧放出的热量相等？ 一、燃料的热值 二、热机的效率 讨论：家里使用煤气灶烧热水，煤气能完全燃烧吗？煤气燃烧的热量能够被水完全吸收吗？ 1.燃料很难完全燃烧 2.高温的烟气带走一部分热量 3.装水的容器会吸收一部分能量 4.煤气灶会吸收一部分能量 …… 二、热机的效率 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？ 摩擦和散热损失的能量 废气带走的能量 有用的机械能 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。 二、热机的效率 公式 一些热机的效率 蒸汽机 4%~8% 汽油机 26%~40% 柴油机 34%~45% 提高热机效率的方法 二、热机的效率 1.使燃料充分燃烧 2.尽量减少各种热量损失，设法利用废气的能量 3.在热机的设计和制造上采用先进的技术 4.注意保养，保证良好的润滑 例2 某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m 3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×10 3J/(kg•℃)，天然气的热值为3.2×10 7J/m 3。求： （1）天然气完全燃烧放出的热量； （2）水吸收的热量； （3）该热水器工作的效率。 二、热机的效率 课堂小结 课堂练习 1．关于燃料的热值，下列说法中正确的是( ) A.燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多 B.燃料燃烧不充分时，其热值变小 C.容易燃烧的燃料热值一定大 D.热值是燃料本身的性质， 与其它因素无关 D 课堂练习 2.（多选） 关于热机效率，下列说法正确的是：(　　 ) 　　A．热机效率越高，热机做的有用功多 　　B．热机效率越高，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 　　D．提高热机效率，有利于环保减排 CD 课堂练习 B 3.某型号汽车在一段平直的公路上匀速行驶50km，受到的阻力是1.0×103N，消耗燃油 4×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求： （1）汽车牵引力所做的是多少？ （2）该汽车的热机效率是多少？ 课堂练习 4.有朋自远方来，烧一壶热水，拈几许茶叶，置于瓷制器皿中，沸水冲泡，这是山东人独有的待客之道。如果用酒精炉烧水，将质量为2kg，温度为10℃的水加热（1个标准大气压下），需完全燃烧42g酒精，酒精炉效率为70%，（已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒精＝3.0×107J/kg）。 求：（1）42g酒精完全燃烧放出的热量； （2）水升高的温度是多少？ 课堂练习 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $$