初中物理人教版九上第二节 热机的效率 课件(共20张PPT)

(共20张PPT)
第二节 热机的效率
第十四章 内能的利用
燃料种类很多，煤炭、汽油、天然气等等，为什么火箭会使用氢来作为燃料呢？
新课导入
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。
01
会查燃料的热值表。能根据燃料的热值计算一定量的燃料完全燃烧放出的热量。
02
能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向。
03
学习目标
[想一想] 把一壶水加热到100℃，你有什么方法？
新课学习
燃料的热值
知识点 一
把一壶水烧开，水吸收的热量相同，那么不同的燃料消耗的一样多吗？这与什么有关呢？
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（1）1 kg的干木柴和10 kg的干木柴在同样燃烧时，放出的热量是否相同？
（3）怎样比较不同燃料燃烧时放出热量的多少？
（2）1 kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？
10 kg放出的热量多，说明燃料燃烧放出的热量的多少和燃料的质量有关
完全燃烧放出的热量多，说明燃料燃烧放出的热量的多少放出的热量和燃料的燃烧程度有关
1. 问题：
2. 实验：探究不同燃料燃烧时放热本领是否相同？
(1) 实验方法：
a. 控制变量法（控制燃料的质量、燃烧程度相同）
b. 转换法（将燃料燃烧放出热量的多少转换成质量相等、初温相同的水升高的温度）
注意：
控制水的质量和初温相等的目的：升高相同温度时吸收的热量相等
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(2) 实验过程：
取相等质量的酒精和煤油，使它们完全燃烧，给质量相等初温相同的水加热，观察温度升高的多少？
(3) 现象：
用煤油加热的水温度升高的多
(4) 结论：
煤油燃烧时的放热本领强
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3. 热值
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。
热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
焦每千克，符号是J/kg。
（1）定义：
（2）物理意义：
（4）国际单位：
（3）计算公式：
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（5）注意：
a. 只是热值的定义式，因此热值大小与放出的热量以及质量是无关的，只与物质的种类有关
b. 燃料无论燃不燃烧或者是否完全燃烧，其热值都是确定的
c. 对于气体燃料，其热值计算公式为 单位为：J/m3
d. 放出热量的计算公式：Q放=mq 或 Q放=Vq
Q放=cm t
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4. 了解燃料的热值表
每种燃料都有确定的热值；
不同燃料的热值一般不同；
有些不同燃料的热值相同，例如煤油和汽油，焦炭和酒精；
氢的热值较大，所以被用做火箭的燃料
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热机的效率
知识点 二
燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小。
例如：用煤烧水，有效利用的热量只是被水吸收的热量。高温的烟气带走了相当一部分热量，还有一部分热量直接散失掉了。
1. 烧水的效率：
水吸收的热量：Q吸=c水m水 t
燃料燃烧放出的热量：Q放=mq
锅炉烧水的热效率：
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热机的效率
知识点 二
有用机械能
摩擦带走的能量
燃料的化学能
废气带走的能量
在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料释放的能量都到哪里去了？
废气带走的能量最多！
新课学习
（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。
2. 热机的效率：
（2）公式：
新课学习
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%
3. 常见热机的效率
新课学习
4. 提高效率的途径
（1）提高燃料的利用率，使燃料充分燃烧
（2）改进热机，减少各种能量的损失
（3）利用废气的能量
新课学习
定义
提高途径
单位
计算公式
热机的效率
燃烧的热值
热机的效率
定义
课堂小结
1.对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是（ ）
A. 燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比。
B. 燃料没燃烧时就没有热值。
C. 就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关。
D. 容易燃烧的燃料热值一定大。
C
课堂练习
2.(多选）关于热机效率，下列说法正确的是：（ ）
A.热机效率越高，即热机做的有用功多
B.热机效率越高，即热机的功率越大
C.要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑
D.提高热机效率，有利于环保减排
CD
课堂练习
3.某家庭用燃气热水器将质量为100 kg、温度为20 ℃的自来水加热到50 ℃，消耗的天然气体积为1 m 3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×10 3 J/(kg ℃)，天然气的热值为3.2×10 7J/m 3。求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器工作的效率。
课堂练习
（1）天然气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器工作的效率。
解：天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=Vq=1 m3×3.2×107 J/m3=3.2×107 J。
解： 水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103 J/（kg ℃）×100 kg×（50 ℃-20 ℃）=1.26×107 J。
解：燃气灶的效率： =1.26×107J/3.2×107J≈39.4%。
课堂练习