2022-2023学年人教版九年级全一册物理 14.2 热机的效率 课件 (共15张PPT)

(共15张PPT)
14.2 热机的效率
一、燃料的热值
柴薪、煤、天然气都是燃料，但烧开同一壶水需要的这些燃料的质量相不相同？
想想议议
燃料的种类很多，固体燃料有木柴、煤等，液体燃料有汽油、酒精等，气体燃料有煤气、天然气等。根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同？要找出事实来支持你的观点，并进行分析。
燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。例如，燃烧1kg煤放出的热量，是燃烧1kg木柴放出的热量的两倍多。
我们把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。
物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。热值的单位是焦每千克，符号是J/kg。
热值是燃料本身的性质。
对于某些气体燃料，热值在数值上等于在标准状态下1m3燃料完全燃烧放出的热量，单位是焦每立方米，符号是J/m3。
根据燃料的热值，我们可以计算出完全完全燃烧时放出的热量。
Q放=mq或Q放=Vq（q表示燃料的热值）
例题1、煤气的热值是3.9╳107J/m3，求2m3的煤气完全燃烧放出的热量？
解：Q放=Vq=2m3╳ 3.9╳107J/m3
= 7.8╳107J。
例题2、为环保，太阳能越来越受到人们广泛利用，一太阳能内装有250kg,阳光照射下温度变化量为60℃。
（1）水吸收太阳能是多少？
（2）这些能量相当于完全燃烧多少千克干木材放出的热量？（木材的热值是1.2╳107J/m3）
解：1. Q吸=CM△t= 4.2╳103 ╳250 ╳60
= 6.3╳107 (J)
2.因为Q吸= Q放，所以M= Q放/q= 6.3╳107 / 1.2╳107 =5.25（kg）
由图可见，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。
热机的效率：
1、定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出来的能量之比称为热机效率。
Q有
Q放
×100%
2、 η=
提高热机的效率的途径？
使燃料充分燃烧;
尽量减少各种热量损失；
在热机的设计和制造上采用先进的技术；
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。
3、各种热机的效率:
蒸汽机:6﹪~15﹪
汽油机：20﹪~30﹪
柴油机：30﹪~40﹪
飞机上的喷气式发动机：50﹪~60﹪
4、热机的效率是热机性能的重要指标
想一想
热机的效率能达到100%吗？为什么？
　　不能达到100%，因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失以燃料条件的限制，这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即热机效率小于100%。
讨论交流
如何保护我们的环境？
改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;
集中供热；
改用气体燃料，普及煤气和天然气；
充分开发利用污染少和无污染的新能源。
当堂检测反馈
1、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约80千克，液化石油气约30千克，煤气约60千克。这四种燃料中的热值最高的是( ）
A、液化石油气　　B、煤气
C、烟煤　　　　　D、木柴
A
2、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（　）
A、较小的质量　B、较小的密度　C、较大的比热容　D、较大的热值
D
3、完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为3.0×107J/kg)能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使30kg 、20℃的水温度升高到多少度？
完全燃烧140g焦炭放出的热量：
Q放=mq=140×10-3kg×3.0×107J/kg=4.2×106J；
（2）水吸收的热量：
Q吸=30%×Q放=30%×4.2×106J=1.26×106J，
∵Q吸=cm（t-t0），
∴水升高到的温度：
t= Q吸 cm水+t0= 1.26×106J 4.2×103J/(kg ℃)×30kg+20℃=30℃．
答：完全燃烧140克焦炭能放出的热量为4.2×106J；能使30kg、20℃的水温度升高到30℃