内容正文:
第3节 热机的效率
九年级
初中物理
第十四章 内能的利用
学习目标
1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同,建立热值的概念。
2.能计算燃料完全燃烧放出的热量。
3.了解热机中能量走向及热散失的途径,掌握热机效率的计算方法,能提出提高热机效率的方法。
燃料的热值
知识点一
想想议议: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。
(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。符号:q。
(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。气体燃料的热值单位:焦每立方米;符号:J/m3。
1.热值
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
焦炉煤气
约1.7
Q放=mq (液体和固体)
Q放=Vq (气体)
燃料完全燃烧释放的热量
m:燃料的质量。q 的单位:J/kg
V:燃料的体积。q 的单位:J/m3
3.有关燃料燃烧放热的计算
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?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:放出热量Q =qm =1.4×108 J/kg×10×103 kg=1.4×1012 J, 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。
典例
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?
无用机械能
有用机械能
损失的内能
热机的效率
知识点二
燃料的化学能
(1)定义:热机用来做有用功的这部分能量,与燃料完全燃烧放出的热量之比叫热机的效率。
(2)公式:
(3) 物理意义:热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低,因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。
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%
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。
课堂小结
热机的效率
燃料的热值
热值的定义和物理意义
热值的单位:J/kg、J/m3
燃料完全燃烧释放的热量:Q放=mq、Q放=Vq
热机的效率
热机的效率的定义和物理意义
公式:
提高效率的途径
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
燃料的热值只与其种类有关
随堂练习
2.一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106 J,这些能量相当
于完全燃烧0.55 kg的干木柴才能得到,则干木柴的热值为 J/kg,
干木柴用掉一半后,剩余干木柴的热值将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
1.2×107
解析:由 Q放=mq 可得,干木柴的热值为 ;热值是燃料的特性,其大小与燃料的质量无关,用掉一半后,干木柴的热值仍为1.2×107 J/kg。
不变
3、用天然气灶烧水,燃烧1m3的天然气,使100kg的水从20℃升高到70℃.天然气热值3.2×107J/m3,求:
(1) 1m3天然气完全燃烧放出热量;(2)水吸收的热量;
(3)天然气灶的效率。
解:(1)天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J;
(2)水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(70℃-20℃)=2.1×107J;
(3)天然气灶的效率
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