(共24张PPT)
14.2
热机的效率
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？用汽油或酒精不好吗？
现代社会，人类使用的能量，大部分是怎样获得的呢？
柴薪
石油
煤炭
天然气
生活中，我们烧开同样一壶水，如果分别用木柴、煤和汽油来做燃料，那用的这些燃料一样多吗？相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同？
知识点一
燃料的热值
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（气体为体积）之比，叫做这种燃料的热值。用符号q表示。
（2）物理意义：
（3）定义式：
固体和液体：
气体：
（4）单位：
?气体燃料：焦每立方米；符号：J/m3
1
kg（气体为1m?）某种燃料完全燃烧放出的热量。
固液燃料：焦每千克；?
?符号：J/kg
燃料的热值
（5）理解：
燃料的热值
①“完全燃烧”
燃料燃烧时最多能放出的热量→燃料完全燃烧时放出的热量
1kg或1m3的某种燃料，只有在完全燃烧的情况下，放出的热量才等干按热值计算出的热量。
②热值是燃料的一种特性
它反映了燃料燃烧放出热量的本领。热值越大，这种燃料的放热本领越强。
燃料的热值与燃料的质量、体积无关，它取决干燃料的种类。
燃料
燃料
热值
热值
干木柴
烟煤
无烟煤
焦炭
木炭
酒精
柴油
煤油
汽油
氢
煤气
沼气
燃料的热值
请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。
固体和液体：
气体：
燃料燃烧的简单计算
Q放—完全燃烧发出的热量—单位：焦耳（J）
m—燃料的质量—单位：千克（kg）
q——燃料的热值——单位：焦耳每千克（J/kg）
V—燃料的体积—单位：立方米（m3）
关于燃料的热值，下列说法正确的是( )
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B．容易燃烧的燃料，热值一定大
C．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木燃烧放出的热量多
D．0.5
kg煤油和1.5
kg煤油的热值一样大?
D
例题
例题
大山将质量为20
kg的水从25
℃加热到75
℃,求：
[水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃)，天然气的热值为3.5×107
J/m3]
(1)这些水吸收的热量是多少。
(2)若这些热量由完全燃烧天然气获得,则需要燃烧多少立方米天然气。(不计热量损失)
例题
解：（1）水吸收的热量：
=cm(t-t0)=4.2×103
J/(kg·℃)
×20kg×(75
℃-25
℃)=4.2×106
J。
（2）若这些热量由完全燃烧天然气获得，则=
4.2×106
J，由燃料燃烧释放热量的公式qV
变形得，需要天然气的体积：
在内燃机中燃料是否能完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪去了？
知识点二
热机的效率
无用的
机械能
有用机械能
燃气内能
损失的内能
知识点二
热机的效率
（1）定义：
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）公式：
（3）提高热机效率的方法：
①使燃料充分燃烧。
②尽量减少各种热量损失。
③注意保养,保证良好的润滑，合理调整运动零件之间的间隙，
减少因克服摩擦而额外消耗的能量。
热机效率
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%
常见热机的效率
1、燃料燃烧烧水问题：
2、汽车内燃机（发动机）效率问题：
关于热机效率计算的两类问题
关于热机效率。下列说法中正确的是（?
?
）
A、热机的效率越高，即热机做的有用功越多
B、热机的效率越高，即热机的功率越大
C、要提高热机的效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑
D、只要换热值大的燃料就可以提高热机的效率。
例题
C
例题
某家庭需要将50
kg、20
℃的水加热到60
℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水,需燃烧0.8kg煤气。煤气的热值取4.2×107
J/kg，水的比热容c水=4.2×103
J/(kg·℃)。求：
(1)50kg、20℃的水加热到60
℃需吸收的热量。
(2)完全燃烧0.8kg煤气放出的热量。
(3)煤气灶烧水的效率。
例题
解：（1）水吸收的热量：
（2）
（3）
例题
一辆氢气动力试验汽车10
min内在平直路面上匀速直线行驶了1.2×104
m，消耗了0.15
kg的氢气，假设氢气完全燃烧，此过程中汽车受到的阻力为1.0×103
N，求：(氢气的热值取1.4×108
J/kg)
(1)氢气完全燃烧产生的热量。
(2)汽车的牵引力做的功。
(3)汽车发动机的效率。
例题
解：（1）氢气完全燃烧放出的热量：
（2）因为汽车匀速直线行驶，所以牵引力F=f=1.0N，
牵引力所做的功：W=Fs=1.0N1.2m=1.2
（3）汽车发动机的效率：
定义：
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比
定义式：
固液：
气体：
单位：
?气体：J/m3?
物理意义：
1
kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
固液：J/kg
热
值
总结
定义：
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
公式：
提高
热机效率
的途径
热
机
效
率
①使燃料充分燃烧。
②尽量减少各种热量损失。
③注意保养，保证良好的润滑，合理调整运动零件之间的间隙，减少因克服摩擦而额外消耗的能量。
热
机
的
效
率
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