14.2热机的效率 （课件）(共27张PPT)-2022-2023学年物理九年级全一册同步精品备课（人教版）

(共27张PPT)
14.2热机的效率
思考：它们工作都需要什么？
都离不开燃料
课题导入
一
课题导入
一
1.从生活中体会不同燃料释放热的本领不同，建立热值的概念；能简单计算燃料释放出的热量 。
2.能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向；知道什么是热机效率；如何提高热机效率 。
燃料
三
固体燃料
液体燃料
气体燃料
能量转化：化学能转化为内能
燃料分类
三
燃料
木材
石油原油
煤炭
汽油、煤油、柴油、液化气
常见燃料
天然气
轴
三
燃料
你知道发射火箭用的是什么燃料吗？
氢（液氢）
为什么不用木柴做燃料呢？
相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热量不同
轴
燃料的热值
四
怎么比较不同燃料的放热本领呢？
思考一下
将同样一壶水从20℃加热到100℃,需要完全燃烧多少千克不同燃料？
木柴
煤炭
汽油
还可以如何比较不同燃料的放热本领？
轴
四
【实验探究】
比较不同物质放热能力
1、应控制水的 和 相等；
两种燃料的质量（加热时间）相等
2、通过观察燃料燃尽（相同时间内）
时 来判断燃料放热能力的强弱
还需要的测量工具： 。
质量
初温
温度计示数变化
天平、秒表
燃料的热值
实验目的
实验中应注意的问题
轴
四
初温：28℃
燃料质量：5g
燃烧相同质量的酒精和干木柴，比较他们放出热量的多少？
水的质量：200g
末温83℃
末温62℃
燃料的热值
轴
四
实验数据
燃料 温度 加热前温度t0/℃ 燃料燃尽后的温度t末/℃ 水温的变化Δt/℃
5g酒精 28 83 55
5g干木柴 28 62 37
用质量相同的酒精和干木柴分别给两杯完全相同的水加热，两杯水升高的温度不同，用酒精加热的水升高的温度多。
为了比较燃料的特性了，引入了“热值”这个物理量。
燃料的热值
实验结论
轴
四
1.定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。
4.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。
3.国际单位：焦/千克（J/kg）
2.表达式： 或
指燃料燃烧后，全部变成不可燃烧物的过程
q =
Q
——
m
q =
Q
——
V
燃料的热值
【热值】
轴
四
通过表格你发现了什么？
燃料的热值
轴
四
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
燃料的热值
轴
四
实践体验 利用家用煤气灶，把质量是1kg的水，从室温加热至100℃，消耗多少煤气？
710.9946m3 — 710.971m3 = 0.0236m3
1.试着计算一下煤气燃烧放出了多少热量？
2.水吸收了多少热量？
3.它们相等吗
燃料的热值
轴
四
Q放=qV=3.9×107J/m3×0.0236m3
=9.204×105J
Q吸=cm(t-to)
=4.2×103J/(kg.℃)×1kg×(100℃-25℃)
=3.15×105J
问题:用煤气将1kg的水烧开(从25℃加热到100℃),这些煤气完全燃烧放出热量是多少 水多吸收的热量是多少J (煤气的热值是3.9×107J/m3）
思考为什么Q吸≠Q放
原因：有热散失
燃料的热值
热机的效率
五
那么这个比例有多大呢？
Q吸
Q放
—— =
3.15×105J
————— = 34.2%
9.204×105J
轴
1.定义：水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作炉子烧水的效率。
2.公式：
【用炉子烧水的效率】
3.提高效率的方法：
(1)增加供氧
(2)炉壁选用隔热材料
(3)增大受热面积
=
Q吸
Q放
——
×100％
热机的效率
五
问题：热机也是利用燃料燃烧放出热量来工作的，那热机的机械效率能达到100％吗？有哪些损耗呢？
热机真正转变为对外做功的部分
废气排出带机械传热损失的能量
废气排出带走的能量
燃料不能完全燃烧
热机的效率
五
由于机械传动等,克服摩擦所消耗的能量
一台内燃机运行时各种能量损耗大致为:废气带走的能量占30%,汽缸散热损失占25%,摩擦等机械损耗占10%,则内燃机的热机效率为 。
轴
无用的机械能
有用机械能
燃气内能
损失的内能
35%
热机的效率
五
轴
1.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，叫作热机的效率。
3.热机的效率是热机性能的重要指标。
2.公式：
【热机的效率】
热机的效率
五
轴
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%
喷气式发动机的效率为50%~60%
想一想：
如何提高热机效率？
常见热机效率
热机的效率
五
轴
4.提高热机效率:
(1)使燃料充分燃烧。
(2)尽量减少各种热量损失。
(3)在热机设计和制造上提高技术水平和使用新材料。
(4)保证良好的润滑,减少因摩擦额外消耗的功。
热机的效率
五
轴
5.节约能源 提高燃料的利用率：
火力发电产生的大量热利用来取暖
热机的效率
五
轴
1．关于燃料的热值，下列说法中正确的是（　　）
A．热值在数值上等于1kg某种燃烧燃放出的热量
B．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
C．燃料不完全燃烧时热值比完全燃烧时热值小
D．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况无关
D
练一练
随堂练习
六
轴
2．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
B
随堂练习
六
轴
3.在探究水的沸腾实验中，用酒精灯对水进行加热，实验中完全燃烧了5.6g酒精，则放出了 　 　J的热量。若这些热量的30%被150g、25℃的水吸收，则水升高的温度是 　　℃；水沸腾后停止加热一段时间，水 　 　（填“会”或“不会”）继续汽化。
[已知酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），环境为1标准大气压]
1.68×105
75
会
随堂练习
六
焦/千克（J/kg）
轴
一、燃料
二、热值
三、用炉子烧水的效率
四、热机的效率
=
Q吸
Q放
——
×100％
燃料的分类
化学能转化为内能
1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量
q =
Q
——
m
q =
Q
——
V
课堂小结
七