2021-2022学年度人教版九年级物理上册课件 第2节 热机的效率 (共20张PPT)

(共20张PPT)
第十四章　内能的利用
第2节　热机的效率　
学习目标
1.了解常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃烧放热的简单计算．
2.了解热机效率，知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道提高热机效率的途径.
3.能举例说明燃料燃烧产生的气体排放对环境的影响，了解内能的利用和环境保护的关系.
新课目标
天然气
酒精
干木柴
煤
1.你知道的燃料有哪些？它们分别属于哪一类？
常见的燃料有干木柴、煤、天然气、酒精等，干木柴、煤属于固体燃料，天然气属于气体燃料，酒精属于液体燃料。
新课引入
*
1.我们要烧开同一壶水，现有三种燃料：干草、木柴、煤炭，三种燃料用量是否相同？
质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出能量的本领不同.
2.为什么提供相同的能量，不同燃料所需的量不同？
不同.
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.单位：焦每千克，符号：J/kg.
2、热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关.
新课讲解
燃料的热值
一
燃料 热值 燃料 热值
干木柴
烟煤
无烟煤
焦炭
木炭
酒精 约1.2×107
约2.9×107
约3.4×107
3.0×107
3.4×107
3.0×107
柴油
煤油
汽油
氢
煤气（J/m3）
沼气（J/m3）
4.3×107
4.6×107
4.6×107
1.4×108
约3.9×107
约1.9×107
观察下表回答下列问题。
1.不同物质的热值一般相同吗？
不同.
2.不同物质的热值是否有相同的？
有.
3.哪种物质的热值最大 ？它是多少？表示的物理意义是什么？
氢的热值最大，为1.4×108J，表示每千克的氢完全燃烧放出的热量为1.4×108J.
固体或气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式:
（1）固体燃料：Q放＝mq；
（2）气体燃料：Q放＝Vq；
在放出的热量被其他物体吸收的有关计算中，若不计热量损失，则：m燃q（V燃q）=cm物 t;若计热量损失，则：m燃q（V燃q） =cm物 t.
热量的计算
二
燃烧汽油的质量为：m= 1/2×2 kg=1kg；
汽油完全燃烧放出的热量为：Q=mq=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J，
因为燃料的热值是燃料的属性，不会随着质量的改变而改变，所以汽油质量变少后，剩余汽油的热值不变，仍为4.6×107J/kg.
*
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，即：
由于存在能量损失，故热机的效率不可能达到100%.
蒸汽机效率：6%~15%；汽油机效率：20%~30%； 柴油机效率：30%~45%.
W有
Q放
η=
×100%
热机的效率
三
废气带走
机件发热散失
机件摩擦损失
燃料燃烧产生能量
在热机的各种能量的损失中,废气带走的能量最多。
燃烧不完全
做有用功
　 对于热机而言，燃料的不完全燃烧、汽缸部件吸热后的热量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量损失的原因.因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率.
归纳与小结
提高热机效率的方法：
（1）设法利用废气能量，是提高燃料利用率的重要措施。
（2）在设计和制造热机时，要不断改进和创新，尽量减少各种热量损失。
（3）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。
归纳与小结
热机对环境的影响：
1.热机对大气的影响：
（1）产生有毒气体.
（2）产生大量二氧化碳，造成温室效应.
（3）产生粉尘.
2.热机产生噪音.
因此，提高热机效率，减少燃料的消耗，从而节约能源，减少污染对环境保护有重要的意义.
16.1 热机的效率
1.燃料的热值只与燃料的种类有关。
2.燃料的热值公式：Q=mq或Q=vq。
3.热机的效率不可能达到100%。
4.热机效率的计算公式：
课堂小结
W有
Q放
η=
×100%
5.有效提高热机效率对社会发展及环境保护具有重要意义。
1.关于燃料的热值正确的是（ B ）
A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关
B．燃料的热值与燃料的种类有关
C．燃料的热值与燃料的多少有关
D．燃料的热值与上面三个因素都有关
课堂训练
2.关于热机效率，下列说法正确的是（　D　）
A．蒸汽机的效率通常高于汽油机的效率
B．有些新型燃料汽车实现了零排放，其效率达到100%
C．热机效率不一定小于100%
D．即使无摩擦的道路，汽车发动机的效率也无法达到100%
3.下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ D ）
A．减少各种热损失
B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦
C．充分利用废气的能量，如建热电站
D．采取少消耗总能量的办法
4.一辆汽车的发动机每消耗柴油40kg，做有用功3.3×108J，这辆汽车发动机的效率是多少？（柴油的热值q=3.3×107J/kg）
解：柴油完全燃烧放出的能量：
Q=mq=40kg×3.3×107J/kg=1.32×109J，
此热机的效率为：
η=W有 /W总 =3.3×108J /1.32×109J ×100%=25%．
答：这辆汽车发动机的效率是25%.