14.2 热机的效率 课件(共29张PPT)2022-2023人教版物理九年级上册

文档属性

名称 14.2 热机的效率 课件(共29张PPT)2022-2023人教版物理九年级上册
格式 zip
文件大小 1.7MB
资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2022-10-06 18:41:45

图片预览

文档简介

(共29张PPT)
第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率
现代社会,人类使用的能量,大部分是怎样获得的呢?
柴薪
石油
煤炭
天然气
学习目标
了解内能的利用在人类发展史上的重要意义.
(重难点)了解燃料的热值和热机效率.
  使燃料充分燃烧,尽量减少各种热量损失;机件间保持良好的润滑、减小摩擦;充分利用废气带走的能量,从而提高燃料的利用率 
【阅读课本P22~P26,完成以下问题】
1.   叫燃料的热值.单位:   .
2.用来做   的那部分能量与燃料   放出的能量之比叫做热机的效率.
3.提高热机的效率方法有:____________________________
_______________________________________________________________________________________________________.
 完全燃烧 
 有用功 
 J/kg 
 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比 
课前预习
q=
知识点一 燃料的热值
1.定义:某种燃料   放出的热量与其   之比,叫做这种燃料的热值.
2.单位:   ,公式:   .
3.酒精的热值是3.0×107 J/ kg,它的物理意义是
   .
4.煤气的热值是3.9×107 J/m3,它表示:   煤气
   放出的热量是   .
 3.9×107 J 
 完全燃烧 
 1 m3 
 1kg的酒精完全燃烧,放出的热量是3.0×107 J 
 J/kg 
 质量 
 完全燃烧 
课堂导学
【例1】关于热值,下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧时放出的热量越多,其热值越大
B.燃料燃烧越充分,其热值越大
C.燃烧2 kg干木柴放出的热量比燃烧1 kg干木柴放出的热量多,所以燃料的热值与燃料的质量有关
D.热值的大小由燃料本身决定
D
【思路点拨】热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的   有关,与燃料的燃烧情况、质量、体积等均无关.
 种类 
【变式训练1】小明在学完“热学”之后,对一些有关热的问题进行了思考,其中正确的是( )
A.“长征七号”火箭采用液氢作为推进剂的主要原因是它的热值大
B.煤炭如果没有充分燃烧,放出的热量就比较少,说明热值与燃料是否充分燃烧有关
C.燃料热值越大,燃烧放出的热量越多
D.燃料在汽缸内猛烈燃烧,其热值会迅速减小
A
生活中,我们烧开同样一壶水,如果分别用木柴、煤和汽油来做燃料,那用的这些燃料一样多吗?相同质量的不同燃料,燃烧时放出的热量是不是相同?
知识点一 燃料的热值
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(气体为体积)之比,叫做这种燃料的热值。用符号q表示。
(2)物理意义:
(3)定义式:
固体和液体:
气体:
(4)单位:
气体燃料:焦每立方米;符号:J/m3
1 kg(气体为1m )某种燃料完全燃烧放出的热量。
固液燃料:焦每千克; 符号:J/kg
燃料的热值
(5)理解:
①“完全燃烧”
燃料燃烧时最多能放出的热量→燃料完全燃烧时放出的热量
1kg或1m3的某种燃料,只有在完全燃烧的情况下,放出的热量才等干按热值计算出的热量。
②热值是燃料的一种特性
它反映了燃料燃烧放出热量的本领。热值越大,这种燃料的放热本领越强。
燃料的热值与燃料的质量、体积无关,它取决干燃料的种类。
知识点二 热值的计算
燃料完全燃烧放出热量的计算公式:   .
【例2】请通过一个具体例子来认识汽油热值的大小:一个重600 N的人,从山脚爬到高30 m的山顶,他克服重力做了   J的功;如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等,需要汽油的质量约   kg.(q汽油=4.6×107 J/kg)
 3.91×10-4 
 1.8×104 
 Q放=mq 
【变式训练2】完全燃烧5 m3煤气放出的热量为多少 (q煤气=3.9×107 J/m3)
解:Q放=Vq=5 m3×3.9×107 J/m3=1.95×108 J
答:可放出热量1.95×108 J.
Q放=mq=200×10-3 kg×1.2×107 J/kg=2.4×106 J
Q吸=Q放
m= ≈28.6 kg
答:可以使约28.6 kg的水温度升高20 ℃.
【变式训练3】完全燃烧200 g干木柴可以使多少千克的水温度升高20 ℃ [不计热损失,干木柴的热值为1.2×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
拓展:干木柴是否能完全燃烧    .它放出的热量是否能完全被水吸收    .
 不能 
 不能 
η=×100% 
η=×100% 
知识点三 热机效率
热机效率的计算公式:  ;
计算炉子的效率公式:  .
解:柴油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=2.4 kg×3.3×107 J/kg=7.92×107 J
柴油机的效率η=×100%≈35.4%.
答:该柴油机的效率为35.4%.
【例3】某柴油机燃烧2.4 kg柴油时,对外做的有用功为2.8×107 J,请计算该柴油机的效率.(结果精确到0.1%,柴油的热值为3.3×107 J/kg)
【变式训练4】如图所示是内燃机的能量流向图,则热机效率(η)等于( )
A.×100%  
B.×100%
C.×100%  
D.×100%
D
【变式训练5】很多城市的出租车使用天然气代替柴油或汽油,某段时间一辆出租车消耗0.2 m3天然气,如果该出租车发动机的效率为20%,则得到的有用机械能为   J.
(天然气的热值为7×107 J/m3)
 2.8×106 
在内燃机中燃料是否能完全燃烧?燃料燃烧释放的能量都到哪去了?
有用机械能
燃气内能
损失的内能
无用的
机械能
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%
常见热机的效率
1.当煤价上涨时,有些不法商贩将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价出售,为了防止上当,最恰当的方法是检测下列哪个物理量( )
A.质量  B.温度 
C.比热容  D.热值
D
随堂检测
2.某一家庭分别单独使用不同燃料,平均月消耗量分别为:干木柴约150 kg,无烟煤约50 kg,煤气约30 kg,天然气约15 kg,这四种燃料中热值最高的是( )
A.干木柴 B.无烟煤
C.天然气 D.煤气
C
3.关于燃料的热值,以下说法中正确的是( )
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关
B.容易燃烧的燃料热值一定大
C.使用热值高的燃料可以放出更多的热量
D.煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
A
4.已知干木柴的热值为1.2×107 J/ kg,焦炭的热值是3.0×107 J/ kg,如果完全燃烧干木柴与完全燃烧焦炭放出的热量相等,则干木柴的质量与焦炭质量之比是( )
A.2∶5  B.5∶2  C.4∶1  D.1∶4
B
5.汽油的热值为4.6×107 J/kg,现有2 kg汽油完全燃烧,放出的热量是   J;当汽油燃烧一半时,剩余汽油的热值是   J/kg.
6.已知在各种常见的燃料中氢气的热值较大,为1.4×108 J/kg,该热值的物理意义是  _
 .
放出1.4×108 J的热量 
 质量为1 kg的氢气完全燃烧
 4.6×107 
 9.2×107 
定义:
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比
定义式:
固液:
气体:
单位:
气体:J/m3
物理意义:
1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
固液:J/kg


定义:
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
公式:
提高
热机效率
的途径




①使燃料充分燃烧。
②尽量减少各种热量损失。
③注意保养,保证良好的润滑,合理调整运动零件之间的间隙,减少因克服摩擦而额外消耗的能量。





【基础概念易错辨析】
1.热值越大的燃料,完全燃烧时放出的热量一定越多.( )
2.燃料燃烧一半后,热值也减半.( )
3.使燃料燃烧更充分,可以提高热机的效率.( )

×
×
易错辨析
【重难易错】潍柴集团于2020年正式发布全球首款热机效率突破50%的商用柴油机,世界内燃机发展出现历史性新突破.下列关于此柴油机的说法正确是( )
A.它必须用热值较高的燃油才能提高其热机效率
B.对比其他柴油机,相同时间内对外做功更快
C.对比其他柴油机,对外做同样的功消耗的燃料减少
D.随着技术的进步,集团生产的内燃机效率能达到100%
错因分析:对热机效率的定义不够理解.
C