初中物理人教版九年级全册（2021-2022学年）14.2热机的效率 课件 (共33张PPT)

(共33张PPT)
热机的效率
年 级：九年级 学 科：物理（人教版）
主讲人： 学 校：
复习
（1）什么样的机械叫热机？
（2）汽油机和柴油机的共同特点有哪些？
（3）用于做功的内能从何而来？
1.燃料的分类
固体燃料
液体燃料
气体燃料
2. 能量转化：化学能转化为内能
一 燃料
煤炭
石油
天然气
木柴
汽油、煤油、柴油、液化气
一 燃料
想一想：用质量相同的酒精和干木柴分别给两杯完全相同的水加热，水升高的温度相同吗
探究：燃烧相同质量的酒精和干木柴，比较它们放出热量的多少
用电子秤称出质量相同的酒精和干木柴各5g
用电子秤称出质量相同的水 200g
探究：燃烧相同质量的酒精和干木柴，比较它们放出热量的多少
水的初温都是 28℃
探究：燃烧相同质量的酒精和干木柴，比较它们放出热量的多少
探究：燃烧相同质量的酒精和干木柴，比较它们放出热量的多少
燃烧干木材加热
水末温是 62℃
燃烧酒精加热
水末温是 83℃
探究：燃烧相同质量的酒精和干木柴，比较它们放出热量的多少
加热前的 水温t0/℃ 燃料燃尽 后的水温t/℃ 水温的
变化t/℃
5g 酒精 28 83 55
5g 干木柴 28 62 37
实验结论：用质量相同的酒精和干木柴分别给两杯完全相同的水加热，两杯水升高的温度不同，用酒精加热的水升高的温度多。
为了比较燃料的特性,引入了“热值”这一物理量。
温度
燃料
实验数据
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。
3.单位：焦/千克（J/kg）
2.表达式：
q
m
Q
=
指燃料燃烧后,全部变成不可燃烧物的过程
二 热值
燃料 热值 燃料 热值
干木柴 约1.2×107J/kg 柴油 4.3×107J/kg
烟煤 约2.9×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg
无烟煤 约3.4×107J/kg 汽油 4.6×107J/kg
焦炭 3.0×107J/kg 氢 1.4×108J/kg
木炭 3.4×107J/kg 煤气 约3.9×107J/m3
酒精 3.0×107J/kg 沼气 约1.9×107J/m3
燃料 热值 燃料 热值
干木柴 约1.2×107J/kg 柴油 4.3×107J/kg
烟煤 约2.9×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg
无烟煤 约3.4×107J/kg 汽油 4.6×107J/kg
焦炭 3.0×107J/kg 氢 1.4×108J/kg
木炭 3.4×107J/kg 煤气 约3.9×107J/m3
酒精 3.0×107J/kg 沼气 约1.9×107J/m3
物理意义是：表示1kg的干木柴完全燃烧所放出的热量约为1.2×107J
物理意义是：表示1kg的酒精完全燃烧所放出的热量为3.0×107J
燃料 热值 燃料 热值
干木柴 约1.2×107J/kg 柴油 4.3×107J/kg
烟煤 约2.9×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg
无烟煤 约3.4×107J/kg 汽油 4.6×107J/kg
焦炭 3.0×107J/kg 氢 1.4×108J/kg
木炭 3.4×107J/kg 煤气 约3.9×107J/m3
酒精 3.0×107J/kg 沼气 约1.9×107J/m3
为什么火箭用液态氢作为燃料？
燃料 热值 燃料 热值
干木柴 约1.2×107J/kg 柴油 4.3×107J/kg
烟煤 约2.9×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg
无烟煤 约3.4×107J/kg 汽油 4.6×107J/kg
焦炭 3.0×107J/kg 氢 1.4×108J/kg
木炭 3.4×107J/kg 煤气 约3.9×107J/m3
酒精 3.0×107J/kg 沼气 约1.9×107J/m3
物理意义是：表示1m3的煤气完全燃烧所放出的热量约为3.9×107J
燃料 热值 燃料 热值
干木柴 约1.2×107J/kg 柴油 4.3×107J/kg
烟煤 约2.9×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg
无烟煤 约3.4×107J/kg 汽油 4.6×107J/kg
焦炭 3.0×107J/kg 氢 1.4×108J/kg
木炭 3.4×107J/kg 煤气 约3.9×107J/m3
酒精 3.0×107J/kg 沼气 约1.9×107J/m3
燃料 热值 燃料 热值
干木柴 约1.2×107J/kg 柴油 4.3×107J/kg
烟煤 约2.9×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg
无烟煤 约3.4×107J/kg 汽油 4.6×107J/kg
焦炭 3.0×107J/kg 氢 1.4×108J/kg
木炭 3.4×107J/kg 煤气 约3.9×107J/m3
酒精 3.0×107J/kg 沼气 约1.9×107J/m3
公式：
q
V
Q
=
体验：利用家用煤气灶，把质量是1kg的水，从室温加热至100℃，消耗多少煤气？
710.9946m3 710.971m3 = 0.0236m3
710.971m3
710.9946m3
这些煤气能放出多少热量？它们都被水吸收了吗？
体验：利用家用煤气灶，把质量是1kg的水，从室温加热至100℃，消耗多少煤气？
m( 0)
(100 25)
V
问题：用煤气将1kg的水烧开（从25加热到100），这些煤气完全燃烧放出热量是多少J？水吸收的热量是多少J？（煤气的热值是3.9×107J/m3）
Q放
Q吸
=
34.2%
烧水时,水为什么不能吸收煤气燃烧放出的全部热量？
1.定义：
2.公式：
水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做用炉子烧水的效率。

Q总
Q有用
=
三 用炉子烧水的效率
3.提高效率的方法：
（1）增加供氧
（2）炉壁选用隔热材料
（3）增大受热面积
三 用炉子烧水的效率
问题：热机工作时，能不能将燃料所放出的热量全部用来对外做功呢？
由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量
热机真正转变为对外做功的部分
机械传热损失的能量
废气排出带走的能量
一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：废气带走的能量占30％，汽缸散热损失占25％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为_______。
35%
大部分能量损耗
少部分能量转变为有用机械能
35%
1.定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全
燃烧所放出的能量之比。
2.公式：
燃料完全燃烧放出的能量
用来做有用功的能量
Q总
W有用
四 热机的效率
蒸汽机的效率为6%~15%
汽油机的效率为20%~30%
柴油机的效率为30%~45%
喷气式发动机的效率为50%~60%
想一想 热机的效率为什么总小于1？
四 热机的效率
（1）使燃料充分燃烧。
（2）尽量减少各种热量损失。
（3）在热机设计和制造上提高技术水平和使用新材料。
（4）保证良好的润滑，减少因摩擦额外消耗的功。
3.提高热机效率：
四 热机的效率
4.节约能源 提高燃料的利用率：
四 热机的效率
课堂小结
一、燃料
二、热值
三、用炉子烧水的效率
四、热机的效率
Q总
W有用

Q总
Q有用
q
m
Q
燃料的分类
化学能转化为内能
焦/千克（J/kg）
1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量
布置作业
1. 基础性作业
（1）完成“学生资源”中的课后练习。
（2）阅读教材第24页“STS”中的内容。
2. 拓展性作业
请同学们利用家中的煤气表和温度计自己测量一下煤气灶烧水的效率。