第十四章第二节 热机的效率课件2021－2022学年人教版物理 九年级全一册（共17张PPT）

(共17张PPT)
第二节
热机的效率
柴薪
煤炭
石油
天然气
从哪里获得内能？
　　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。
想想议议
一、燃料的热值
一、燃料的热值
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。
（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：
（4）公式:
q=Q放/m或者q=Q放/V
1、热值
　　请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。
无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示1kg的煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4×107J。
一、燃料的热值
讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？
由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量
燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放
机械传热损失一部分能量
废气排出带走的能量
热机中燃料释放能量的主要走向示意图
二、热机的效率
对外做功的部分能量
　　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。
无用的机械能
有用机械能
燃气内能
损失的内能
二、热机的效率
热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率，即：
　
二、热机的效率
W有
Q放
×100%
η
=
想一想:热机的效率能达到100%吗？为什么？
　　不能达到100%，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，因为各种热量损失以燃料条件的限制，这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即热机效率小于100%。
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%
二、热机的效率
议一议：怎样提高热机的效率
使燃料充分燃烧；
尽量减少各种热量损失；
在热机的设计和制造上采用先进的技术；
注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
二、热机的效率
典型例题
　　【例】关于热机效率，下列说法正确的是(　
)
　　
A．热机效率越高，即热机做的有用功多
　　
B．热机效率越高，即热机的功率越大
　　
C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑
　　
D．提高热机效率，有利于环保减排
C
D
　【例】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·℃)。
　Q放
=mq=
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
典型例题
【例】某物理兴趣小组的同学，用煤炉给8kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在4min内完全燃烧了1.4kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤的热值约为3×107J/kg，求：
（1）经过4min时间加热，水所吸收的热量。
（2）煤炉烧水时的热效率。
典型例题
解：（1）经过4min时间加热，水所吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg?℃）×8kg×（70℃﹣20℃）
=1.68×106J；
（2）煤完全燃烧产生的热量：
Q放=mq=1.4kg×3×107J/kg=4.2×107J；
典型例题
什么是燃料的热值？
燃料完全燃烧时放出热量如何计算?
提高热机的效率与节能环保
课堂小结