14.2 热机的效率 课件-2021-2022学年人教版物理九年级全一册(共21张PPT)(共21张PPT)

(共21张PPT)
第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率
第1课时
燃料种类很多，煤炭、汽油、天然气等等，为什么火箭会使用氢来作为燃料呢？
思考
柴草
汽油
煤气
煤
煤油
天然气
思考：以上燃料可以分为哪三类？
不同种类的燃料
木炭、煤等
汽油、酒精等
煤气、天然气等
燃料的热值
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？
我们选取两种燃料：用木柴和煤来烧水，问题如下：
1、5kg木柴和1kg木柴哪个完全燃烧时放出的热量多？
2、1kg木柴和1kg煤，哪一种燃料能烧开更多的水？
3、5kg的木柴完全燃烧和未完全燃烧放出的热量相同吗？
质量、燃料的种类、燃烧程度
燃料的热值
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．
热值的单位：焦每千克
或焦每立方米．
热值的单位符号：J／kg
或 J／m3 ．
燃料的热值
一些燃料的热值
4kg某种燃料完全燃烧时放出的热量是18.4×107J，则它的热值为
　 　，若这种燃料只烧掉一部分 ，则剩余部分燃料的热值为
　 　。
练一练
4.6×107J/kg
4.6×107J/kg
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？
有用机械能
无用的机械能
燃气内能
损失的内能
热机效率
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，叫作热机的效率。
热机的效率是热机性能的重要指标。
2、公式：
1、定义：
3、意义：
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%
常见的热机效率
例题
某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m 3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×10 3J/(kg ℃)，天然气的热值为3.2×10 7J/m 3。求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器工作的效率。
3.2×107J。
1.26×107J。
39.4%。
如何提高热机效率，节约能源，减少污染？
1.提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；
2.改进热机，减少各种能量损失，提高效率；
3.利用废气的能量，提高燃料的利用率。
提高热机效率
第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率
第2课时 热机效率的计算
热机的效率
定义：用来做有用功的那部分能量（即转化成有用功的机械能）与燃料完全燃烧放出的能量之比。
公式：
( )
例题：某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9 km，用时5min45 s，消耗燃油1.5 kg.已知汽车的牵引力是2000 N，燃油的热值为4.6×107J/kg.假设燃油完全燃烧，求:
(1)消耗的燃油完全燃烧放出的热量.
解:消耗的燃油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J.
例题：某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9 km，用时5min45 s，消耗燃油1.5 kg.已知汽车的牵引力是2000 N，燃油的热值为4.6×107J/kg.假设燃油完全燃烧，求:
(2)汽车牵引力的功率.
解:该汽车牵引力所做的功W=Fs=2000N×6.9×103m=
1.38×107J，该汽车牵引力所做功的功率
例题：某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9 km，用时5min45 s，消耗燃油1.5 kg.已知汽车的牵引力是2000 N，燃油的热值为4.6×107J/kg.假设燃油完全燃烧，求:
(3)汽车发动机的效率.
解:该汽车发动机的效率
变式训练：运20是我国自主研发的大型运输机.若运20在高空中飞行时在恒定的水平推，力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧航空煤油4 800kg.已知飞机发动提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值为4×107J/kg.在这1h内，求:
(1)航空煤油完全燃烧放出的热量.
(2)发动机获得的水平推力F。
(3)该飞机发动机的效率
计算热效率问题的方法：
（1）炉子加热问题：
（2）电热水器：
（3）太阳能热水器：
谢谢聆听