人教版物理九年级全册 第十四章内能的利用第2节热机的效率课件(共26张PPT)

(共26张PPT)
第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率
目录
01
课程要求
02
知识点精讲
03
课堂巩固
课程要求
1. 从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同，建立热值的概念。
2. 能简单计算燃料燃烧时放出的热量。
3. 能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机效率。
知识点精讲
1. 定义：某种燃料完全燃烧放出的________________与其________________之比，叫做这种燃料的热值。用字母___________表示，定义式为_____________。
2. 单位：在国际单位制中，热量的单位是_________，质量的单位是________________，则热值的单位是________________，符号是________________。
知识点1 燃料的热值
热量
质量
q

焦耳
千克
焦每千克
J/kg
3. 物理意义：热值在数值上等于__________________
_________________________________ 。
4. 燃料燃烧放出热量的计算：Q放=mq（计算气体燃料完全燃烧时放出的热量用Q放=Vq,其中V的单位是m3，q的单位是J/m3）。
1 kg某种燃
料完全燃烧放出的热量
注意：关于热值的理解：（1）对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1 kg”“某种燃料”和“完全燃烧”。“1 kg”是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是1 kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量在数值上就不等于热值；“某种燃料”则说明热值与燃料的种类有关；“完全燃烧”含义是烧尽。
（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的特性，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、放出热量的多少等均无关。
1. 煤油的热值为4.6×107 J/kg，其物理意义是______________________________________________，当煤油的质量减少为原来的一半时，剩余煤油的热值为________________J/kg。
1 kg煤油完全燃烧放出的热量是4.6×107 J
4.6×107
2. 天然气的热值约为4×107 J/m3,完全燃烧1×106 cm3的天然气能放出________________J热量。若产生相同的热量，完全燃烧时需要消耗的沼气体积__________（填“大于”“小于”或“等于”）1×106 cm3。（q沼气约为1.9×107 J/m3）
4×107
大于
3. 千帆竞渡，百舸争流。在当今能源科技日新月异的背景下，“可燃冰”作为一种潜力巨大的清洁能源，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的______________很大。以10倍的关系计算，500 g“可燃冰”完全燃烧放出的热量为______________J。这些热量可以使 ________________kg的水从50 ℃加热至100 ℃。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），q煤气＝4.2×107 J/kg]。
热值
2.1×108
1 000
思路点拨：
1. 每种燃料都有自己的热值，燃料不同，其热值一般是不同的，故热值只与燃料的种类有关；燃料燃烧放出的热量，除了与燃料种类有关外，还与燃料的质量、是否完全燃烧有关。
2. 计算热值时要注意质量的单位是kg，体积的单位是m3。
3. 不计热损失，常用Q吸=Q放，即cmΔt=qm来解决问题。
知识点2 热机的效率
5. 对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做________________，还有相当一部分能量散失了。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________________。 蒸汽机的效率很低， 只有6%～15%。 内燃机中，燃料是在汽缸内部燃烧的，而且燃料与空气混合充分，燃烧得比较完全， 所以内燃机的效率比蒸汽机的________________。 汽油机的效率为 20%～30%，柴油机的效率为30%～45%。
有用功
效率
高

4. 甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（ ）
A. 甲做功比乙多
B. 做相同的功，甲耗油比乙少
C. 甲消耗的汽油比乙的少
D. 甲做功比乙快
B
5. 汽油机工作时的热损失情况是汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2 g汽油（热值为4.6×107 J/kg）获得的机械能是（ ）
A. 2.76×104 J
B. 3.22×104 J
C. 0.92×104 J
D. 2.3×104 J
D
6. 小明用酒精灯将质量为100 g、初温为20 ℃
的水加热到90 ℃（未沸腾），共燃烧了7 g酒精
[c水=4.2×103 J/（kg·℃）酒精的热值为q=
3×107 J/kg]。则（ ）
A. 水吸收的热量是2.94×107 J，烧水的热效率为14%
B. 水吸收的热量是2.94×104 J，烧水的热效率为14%
C. 水吸收的热量是2.94×107 J，烧水的热效率为1.4%
D. 水吸收的热量是2.94×104 J，烧水的热效率为1.4%
B

知识点3 提高热机效率的方法
8. 提高热机效率的方法：（1）让燃料尽可能地________________。（2）要减少热量的___________。（3）设法利用________________的能量。
充分燃烧
损失
废气
7. 为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（ ）
A. 尽量使燃料充分燃烧
B. 尽量减少热机部件间的摩擦
C. 尽量减少废气带走的热量
D. 尽量增加热机的工作时间
D
思路点拨：改变热机效率就是改变热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量的比例，增加用来做有用功的那部分能量或减少损失的能量，都可以提高热机的效率。
课堂巩固
1.关于燃料的热值，下列说法正确的是( )
A. 燃料的热值越大，燃烧时达到的温度就越高
B. 燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多
C. 燃料燃烧越充分，燃料的热值就越大
D. 燃料的热值与燃料的质量以及燃烧情况无关
D
2. 图14-2-1是汽油机的能量流向图，根据图中给出的信息，该内燃机的效率为________________。已知汽油的热值是4.6×107 J/kg，完全燃烧0.5 kg汽油放出的热量是________________J，按该内燃机的工作效率计算，该汽车获得的机械
能是________________J。
30%
2.3×107
6.9×106
3. （2021益阳）小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华用容量为5 L的水壶装满水，水的初温是20 ℃，然后将水烧开。烧水之前天然气表的示数是2 365.02 m3，水刚烧开时天然气表的示数变为
2 365.12 m3，天然气的热值为3.2×107 J/m3，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），当地大气压为1个标准大气压。求：
（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）。
（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放。
（3）天然气灶的效率η。
解：（1）水的质量m=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×5×
10-3 m3 =5 kg，
水吸收的热量Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103 J/(kg·℃)×
5 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.68×106 J。
（2）天然气放出的热量Q放=qV=3.2×107 J/m3×
(2 365.12 m3-2 365.02 m3)=3.2×106 J。

谢 谢