14.2《热机的效率》2022-2023学年九年级全一册人教版物理(共20张PPT)

(共20张PPT)
第十四章 内能的利用
九年级全一册
初中物理 （人教版）
第2节 热机的效率
柴薪
煤炭
石油
天然气
从哪里获得内能？　
燃料燃烧把化学能转化为内能
如何比较不同燃料燃烧时放热本领的不同？
等质量的煤和干木柴，完全燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。
用热值来描述燃料放出热量的本领。
1.物理意义
2. 定义：燃料完全燃烧放出的热量与其质量（或体积）之比，叫做这种燃料的热值。用q表示。
3.定义式：
Q：放出的热量（J）
m：质量（kg）、V体积（m3）。
热值在数值上等于1kg（或1m3）某种燃料完全燃烧放出的热量。
4.单位：J / kg 或 J / m3。
3.定义式：
Q：放出的热量（J）
m：质量（kg）、V体积（m3）。
1kg的焦炭完全燃烧时，放出的热量为3.0×107J。
q焦炭=3.0×107J / kg的物理意义：
5.燃料的热值是物质本身的一种特性，它只与燃料种类有关，与燃料是否燃烧，燃烧是否充分无关。
6.推导式：
（1）固体或液体：
（2）气体：
燃料的内能
散热、克服摩擦损失，燃烧不充分
废气带走的能量
有用机械能
热机利用内能的情况
1、定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧所释放的能量之比叫热机的效率。
2、定义式：
热机效率总是小于1
3、推导式：
一次做功冲程的有用功
m:一个工作循环吸入燃料的质量
p
S汽缸
L
气体燃料：Q总=Vq
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%
4、一些热机的效率
热机效率总是小于1
1.定义：水所吸收的热量和燃料完全燃烧所释放的能量之比。
2.定义式：
锅炉效率总是小于1
3.推导式：
4.提高锅炉效率的主要途径：
（1）利用废气
（3）把燃料磨成粉状或小颗粒，把空气吹入炉膛，使得燃烧更充分。
（2）改进热机的构造
一、燃料的热值
二、热机的效率
三、锅炉的效率
（ W有 是机械功）
例1：内燃机使用的燃料一般不能完全燃烧，假设某高效内燃机的燃料可以完全燃烧，能量流向如图所示，该内燃机的效率为__________(用图中的物理量表示)；为了提高内燃机的效率，可采取的措施是_________________________________________________________________________________．
将废气重新利用(用隔热性能好的材料做缸体；增加机械部件之间的润滑程度等)
例2：生产的发展需要强大的动力，从蒸汽机到汽油机、柴油机，一直到蒸汽轮机和涡扇发动机，人们都在不断寻找高效的热机．下列关于热机效率的说法错误的是(　　)
A. 使用新材料新技术提高柴油机的压缩比可以提高效率
B. 随着科技的不断发展，热机的效率会达到100%
C. 燃料和氧化剂充分混合燃烧，可以提高喷气发动机的效率
D. 经常检查内燃机内部并对转动部分加润滑油，可以提高热机的效率
B
. .
例3：如图所示为我国自主研制的可工程化应用的整体式固体火箭发动机．整体式固体火箭发动机用固态推进剂作燃料， 固态推进剂的热值为4.25×107 J/kg，完全燃烧0.5 kg的固态推进剂可放出__________J的热量；若推进剂在氧气不足的条件下燃烧，推进剂的热值________(选填“大于”“小于”或“等于”)4.25×107 J/kg.
2.125×107
等于
例4：（1）燃料的种类很多，有固体燃料、液体燃料、气体燃料等，如煤、木柴、酒精、天然气等，用木材和煤将相同质量的水烧开，需要燃烧更多的木材，这是因为_______________________；
（2）酒精灯中使用的酒精热值为3.0×107 J/kg，3.0×107 J/kg物理意义是_____________________________________；酒精灯中的酒精消耗一些后，热值________(选填“会”或“不会”)发生变化．
木柴的热值小于煤的热值
完全燃烧1 kg酒精放出的热量是3.0×107 J
不会
例5：工厂有甲、乙两台汽油发电机，已知甲、乙汽油发电机的功率之比为2∶1，在相同时间内它们消耗的汽油质量之比为8∶5，它们的热机效率之比为__________．
5∶4　
例6：如图所示的雾炮车，既可喷洒药液消毒，也可喷洒水雾进行除尘；在某次行驶时该车的质量为1×104 kg，已知该车以20 m/s的速度在路上匀速行驶了 6 km，发动机的输出功率为100 kW，消耗柴油2 L，假设这段运动过程中，雾炮车所受阻力为车重的0.04倍，不计雾炮车质量变化，(柴油的密度为0.83×103 kg/m3，柴油的热值为4.3×107 J/kg，g取10 N/kg)求：
(1)雾炮车前进克服阻力做的功；
(2)该雾炮车发动机的效率．(结果保留两位有效数字)
解：(1)由题意知，雾炮车所受的阻力
f ＝0.04G＝0.04mg＝0.04×1×104 kg×10 N/kg＝4×103 N
雾炮车前进克服阻力做的功
W＝Fs＝fs＝4×103 N×6×103 m＝2.4×107 J
解：(2)发动机做功的时间
发动机做的功W1＝Pt＝1×105 W×300 s＝3×107 J
这段运动过程中，消耗柴油的质量
m柴油＝ρV＝0.83×103 kg/m3×2×10－3 m3＝1.66 kg
柴油完全燃烧放出的热量
Q放＝m柴油q＝1.66 kg×4.3×107 J/kg＝7.138×107 J
热机效率
THE END
再见