14.2 热机的效率 课件(共20页) 2022-2023学年人教版九年级全一册物理(共20张PPT)

(共20张PPT)
14.2 热机的效率
复习
什么样的机械叫做热机？
1
汽油机和柴油机的共同特点有哪些？
2
用于做功的内能从何而来？
3
柴薪
煤炭
石油
天然气
从哪里获得内能？　
一、燃料
固体燃料
液体燃料
气体燃料
燃料的分类
1
能量的转化：化学能转化为内能。
2
二、热值
完全燃烧是指燃料燃烧后，完全变成不可燃烧物的过程。
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。
1
表达式：
2
单位：焦/千克
J/kg
3
二、热值
燃料 热值 燃料 热值
干木柴 约 柴油
烟煤 约 煤油
无烟煤 汽油
焦炭 氢
木炭 煤气 约
酒精 J 沼气 约
燃料 热值 燃料 热值
干木柴 约 柴油
烟煤 约 煤油
无烟煤 汽油
焦炭 氢
木炭 煤气 约
酒精 J 沼气 约
二、热值
物理意义是：表示 的干木柴完全燃烧所放出的热量约为 J。
燃料 热值 燃料 热值
干木柴 约 柴油
烟煤 约 煤油
无烟煤 汽油
焦炭 氢
木炭 煤气 约
酒精 J 沼气 约
二、热值
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 柴油
烟煤 约 煤油
无烟煤 汽油
焦炭 氢
木炭 煤气 约
酒精 J 沼气 约
二、热值
物理意义是：表示的煤气完全燃烧所放出的热量约为 J。
　　根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？
　　再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？
　　解：氢的热值是q氢=1.4×108 J/kg
　　q干柴=1.2×107 J/kg
Q 放= qm
=1.4×108 J/kg× 10×103 kg
=1.4×1012 J
需要干木柴
　　约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。
　　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。
　　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？
克服摩擦做功
消耗的能量
有用机械能
二、热机的效率　
想一想
燃气内能
废气带走了大部分能量
热机效率（efficiency ofheat engine）是指热机在一个工作循环中，对外输出的功W与从高温热源吸取的热量Q1的比值。如果用符号η表示热机效率，用W表示输出功，用Q1表示吸取的热量，那么热机效率就可以写成
热机的效率
定义：
用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。
1
公式：热机效率
用来做有用功的能量
燃料完全燃烧放出的能量
2
三、热机效率的提高
影响热机效率的因素很多，包括燃料的燃烧情况、发热器与工作物质之间热交换的情况、工作物质中内能转化为机械能的情况，以及热机内的各种热量损失、各部分摩擦引起的能量损耗、废气排放带走的能量等。
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%
提高热机效率
（1）增大两热源之间的温差
（2）改善燃烧条件
（3）提高机械效率
1. 热机所做 与所用燃料完全燃烧释放的 之比叫做热机的效率.
热机效率通常用 来表示.例如:蒸汽机的效率一般在 左右;汽油机的效率为 ;柴油机的效率为 .
2. 一辆汽车的发动机输出功率为66150瓦,每小时耗柴油14千克,计算发动机的效率.（柴油的燃烧值为4.3×107焦／千克）
3轿车已逐步进入我国普通百姓家中. 已知某国产骄车每行驶100km消耗8L汽油(1L＝10-3m3)，汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×l07J／kg．则 (1)10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是________ _J． (2)该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是_______ _kg． (3)当该汽车以50kW的功率在平直公路上以72km／h的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于_______ _N． (4) 该汽车发动机的效率是 %.
3. 某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×lO5Pa,飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，求：
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
（3）汽油机的功率．
　　4．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·℃)。
解：Q = 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