第十四章 内能的利用 第2节 热机的效率(人教版物理九年级上册课件)(共29张PPT)

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名称 第十四章 内能的利用 第2节 热机的效率(人教版物理九年级上册课件)(共29张PPT)
格式 zip
文件大小 1.3MB
资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2022-07-21 21:28:19

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文档简介

(共29张PPT)
热机的效率
1.燃料的种类:
固体燃料:如煤、木柴、农作物的秸秆等;
液体燃料:如石油、酒精等;
气体燃料:如天然气、沼气、氢气等。
2.燃料的特点:
(1)能够燃烧;
(2)燃料燃烧过程是将化学能转化为内能。
一、燃料
1.燃料的种类:
固体燃料:如煤、木柴、农作物的秸秆等;
液体燃料:如石油、酒精等;
气体燃料:如天然气、沼气、氢气等。
2.燃料的特点:
(1)能够燃烧;
(2)燃料燃烧过程是将化学能转化为内能。
一、燃料
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。符号:q。
2.公式:q=Q/m 或 q=Q/v。
3.单位:焦每千克(J/kg),气体燃料的热值单位:焦每立方米(J/m3)。
4.热值的物理意义是:表示燃料完全燃烧放出热量的能力强弱(即表示1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量是多少)。
二、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之比,叫做这种燃料的热值。符号:q。
2.公式:q=Q/m 或 q=Q/V。
3.单位:焦每千克(J/kg),气体燃料的热值单位:焦每立方米(J/m3)。
4.热值的物理意义是:表示燃料完全燃烧放出热量的能力强弱(即表示1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量是多少)。
二、燃料的热值
5.对热值的理解:
热值反映了所有能燃烧的物质的一种性质,它是燃料本身的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系。
二、燃料的热值
6.一些燃料的热值:
二、燃料的热值
6.一些燃料的热值:
无烟煤的热值:3.4×107J/kg
读作:3.4×107焦每千克
物理意义:1kg的无烟煤完全燃烧时所放出的热量为3.4×107J
煤气的热值:3.9×107J/m3
读作:3.9×107焦每立方米
物理意义:1m3的煤气完全燃烧时所放出的热量约为3.9×107J
二、燃料的热值
6.一些燃料的热值:
无烟煤的热值:3.4×107J/kg
读作:3.4×107焦每千克
物理意义:1kg的无烟煤完全燃烧时所放出的热量为3.4×107J
煤气的热值:3.9×107J/m3
读作:3.9×107焦每立方米
物理意义:1m3的煤气完全燃烧时所放出的热量约为3.9×107J
二、燃料的热值
7.燃料燃烧放出热量的计算:
Q放=mq 或 Q放=Vq
Q放:放出的热量(J)
q:燃料的热值(J/kg或J/m3)
m:燃料的质量(kg)
V:燃料的体积(m3)
二、燃料的热值
7.燃料燃烧放出热量的计算:
Q放=mq 或 Q放=Vq
Q放:放出的热量(J)
q:燃料的热值(J/kg或J/m3)
m:燃料的质量(kg)
V:燃料的体积(m3)
二、燃料的热值
例:阿根廷科学家设计了一款“牛屁屁收集器”,在牛背上装有一个塑料袋,通过导管收集牛体内排出的气体。从一头成年牛平均每天排放出的气体中可提取0.21kg甲烷。若这些甲烷完全燃烧放出的热量80%被水吸收,可使一定质量的水从20℃升高到70℃.[q甲烷=5.6×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg ℃)]
(1)求出0.21kg甲烷完全燃烧后放出的热量。
(2)求出可使多少千克的水从20℃升高到70℃。
二、燃料的热值
【解答】
(1)甲烷完全燃烧放出的热量:
Q放=m1q=0.21kg×5.6×107J/kg=1.176×107J;
(2)由题知,Q吸=η×Q放=1.176×107J×80%=9.408×106J,
由Q吸=cm(t﹣t0)可知,
水的质量为:m2===44.8kg。
二、燃料的热值
答:(1)甲烷完全燃烧放出的热量是1.176×107J;
(2)若这些甲烷完全燃烧放出的热量有80%被水吸收,可使44.8kg质量的水从20℃升高到70℃。
二、燃料的热值
三、热机的效率
废气带走的能量
散热、克服摩擦损失
三、热机的效率
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。
2.计算公式:
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%
三、热机的效率
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。
2.计算公式:
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%
三、热机的效率
3.提高热机效率,节约能源,减少污染:
①制造上采用先进的技术;
②尽可能使燃料充分燃烧;
③尽量减少各种热量损失(利用废气来供热);
④在热机的设计和制造过程中尽量减小摩擦等阻力。
三、热机的效率
3.提高热机效率,节约能源,减少污染:
①制造上采用先进的技术;
②尽可能使燃料充分燃烧;
③尽量减少各种热量损失(利用废气来供热);
④在热机的设计和制造过程中尽量减小摩擦等阻力。
课堂小结
课后检测
1.某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km,用时5min45s,消耗燃油1.5kg,已知汽车的牵引力是2000N,燃油的热值为4.6×107J/kg,假设燃油完全燃烧。通过计算可知,下列结果正确的是(  )
①汽车行驶速度是20km/h
②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J
③汽车牵引力做功的功率是30kW
④汽车发动机的效率是20%
A.只有①和② B.只有②和③ C.只有①和④ D.只有②和④
【解答】
①汽车的行驶速度:v===72km/h,故①错误;
(2)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,故②正确;
(3)该汽车牵引力所做的功:
W=Fs=2×103N×6.9×103m=1.38×107J,
该汽车牵引力所做功的功率:P===40000W=40kW,故③错误;
【解答】
(4)汽车消耗燃油的产生的热量:
Q放=mq=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J,
该汽车的效率:η==×100%=20%,故④正确。
故选:D
2.现有100g的汽油,其热值是4.6×107J/kg,用掉一半后,热值为   ,将剩余的一半完全燃烧后放出的热量   J。
【解答】
燃料的热值是燃料的属性,不随着质量的改变而改变,
汽油质量变少后,剩余汽油的热值不变,仍为4.6×107J/kg;
由题可知,燃烧汽油的质量为:m=m汽油=×0.1kg=0.05kg,
汽油的热值q=4.6×107J/kg,
汽油完全燃烧放出的热量为:
Q=mq=0.05kg×4.6×107J/kg=2.3×106J。
故答案为:4.6×107J/kg;2.3×106。
3.某家庭用的燃气热水器,将20kg的水从20℃加热到70℃,完全燃烧了0.2kg的燃气。已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),燃气的热值为5×107J/kg.求:
(1)燃气完全燃烧放出的热量Q1;
(2)水吸收的热量Q2;
(3)该热水器烧水的效率η。
【解答】
(1)燃气完全燃烧放出的热量:
Q1=qm=5×107J/kg×0.2kg=1×107J;
(2)水吸收的热量:
Q2=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×20kg×(60℃﹣10℃)=4.2×106J;
(3)该热水器烧水的效率:
η==×100%=42%。
谢 谢!