《14.2 热机的效率》
课前预习
1.在热机里,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.
2.冬季房屋内多靠“暖气”取暖。“暖气”中用水做输运能量的物质，是因为水的_______大；改用煤气做燃料来给水加热，是因为煤气的____________高，且清洁污染小。
3.国家“西气东输”工程正源源不断地向我市输送清洁能源——天然气。天然气燃烧时，可以将________能转化为内能。已知天然气的热值为4×107J/m3,则每输送100m3的天然气，完全燃烧后就相当于向我市输送了_____________J的能量。
4.质量相同的两种燃料，密度大的，体积_______；它们完全燃烧，热值大的，放出的热量_________。
5.用煤气灶把2kg，初温为30℃的水烧到80℃，消耗了20g煤气，已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg，则水吸收的热量为 J，煤气完全燃烧放出的热量为 J，煤气灶烧水的效率为 % 。
6.在常温常压下，完全燃烧___________酒精放出的热量可以使1Okg水的温度升高5O℃．（假 设酒精燃烧放出的热量完全被水吸收，酒精热值为3.OxlO7J/kg）
随堂练习
1.我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机。这种发动机主要是因为氢是有（ ）
A．较小的密度 B．较大的比热容
C．较高的热值 D．较低的沸点
2.某机器的能量流向图如图 1 所示，据此推测该机器可能是（ ）
热机
B．电动机
C．发电机
D．电热水器
3.下列有关热和能的说法中正确的是（ ）
A． 物体内能增大，一定从外界吸收热量．
B． 汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能
C． 物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈
D． 燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多．
4.烧开同样一壶水，完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同，是因为干木材和无烟煤具有不同的（ ）
A．热值 B．比热容 C．内能 D．热量
5.一瓶酒精用去一半，则剩下的酒精（ ）
A．比热容减半 B．热值减半 C．密度减半 D．质量减半
达标练习
6. 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种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
7. 近几年煤炭价格较高，少数不法商贩将煤矸石、破碎石掺在优质煤中高价销售，客户为不上当，最恰当的方法是检测煤的（ ）
A．温度 B．质量 C．热值 D．比热容
8. 2009年4月15日零时16分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第二颗北斗导航卫星送入预定轨道。“长征三号丙”运载火箭采用液态氢做为火箭的燃料，原因是液态氢具有（ ）
A．较大的比热容 B．较低的沸点 C．较大的热值 D．较高的凝固点
9. 如图所示，为比较酒精和碎纸片的热值，用两同规格的烧杯装相等质量的水，取质量________（选填“相等”或“不相等”）的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中，点燃分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧完，通过比较_________来确定酒精和碎纸片热值的大小。
10. 太阳能热水器是把太阳能转化为内 能的设备之能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．求：
(1)热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容C=4.2×103J/(kg．℃)]
(2)热水器5小时内接收到的太阳能E；
(3)热水器的效率η；
(4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值q=4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）
11.某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1米2表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。经多次试验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是2米2，太阳能热水器内的水的质量为100千克，水的初温为200C，经8750s时间后上升到450C【C水=4.2×103)/(kg·℃)】。请计算：
(1)、在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量是多少焦耳？
、垂直于太阳光的1米2表面上，每秒钟接受到的太阳能是多少焦耳？
第二节 热机的效率
课前预习
1有用功 完全然绕 2比热容 热值 3. 化学 4×109
4小 多 5. 4.2×105 8.4×105 50 6. 0.07Kg
随堂练习
1 C 2 A 3C 4A 5D
达标练习
6 A 7C 8C
9.相等 水温的变化（两温度计示数的变化情况）
10 (1)8.4×106J (2)2.1×107J (3)40% (4)0.2kg
11. (1)1.05×107J (2)1200J
热机的效率
燃料的热值
阅读课本P135解决下列问题。
1．热机是把_________能转化为_________能的装置。
2．什么是内燃机？
3、完成下表中的填空
内燃机的工作过程表
进气门开
关
排气门开
关
活塞的运
动
曲轴的运
动
能量的转化
吸气冲程
开
关
向下
半周
压缩冲程
向
周
能→ 能
做功冲程
向
周
能→ 能
排气冲程
向
周
联系
(1)每个工作循环飞轮转 周,完成 个做功冲程
(2)在一个工作循环中,只有第三个冲程燃气对外做功,其他三个辅冲程不但不做功,还要消挺机械能
(3)做功冲程为其他三个冲程提供能量,其他三个冲程为第三冲程做功提供基础
(4)依靠 的惯性完成吸气、压缩、排气冲程
★学生活动三：阅读燃料的热值，并回答下列问题：
①燃料的种类很多有固态的也有液态的还有_____态的，例如______等。燃料的燃烧是一种___反应，燃烧过程中燃料的___能得到释放，转化为周围物体的____能。
②_______________________叫燃料的热值。
③热值是燃料的一种______，其物理量符号是______。他的单位（字母）是_________。
④干木材的热值是_______________，其物理意义是______________________。要是有4kg的干木材完全燃烧能放出_______J的热量？
讨论问题一讨论137页“想想议议”，并通过阅读教材，完成下列的问题
在新型运载火箭设计成功后，需要设计一种合适的燃料，请你观察课本上的“几种燃料的热值”表格在表中选择合适燃料并说明原因，以及进一步设想由所选燃料带来的需要解决的技术问题。
所选的燃料是 ，原因是
讨论问题二：内能的利用效率：
①思考：我们利用内能可以______和_____。
②由于燃料很难完全燃烧，所以实际放出的热量比计算出的热量值要__的多。而且有效利用的热量又比实际放出的热量__。（填大、小）所以利用内能时就存在效率问题。
③取暖的煤炉子、做饭的煤气炉子等各种炉子是通过燃料的燃烧获得_____能，传递给水、食物一部分为人类服务。其中被人类有效利用的能量是____________________,其计算方法是__________________；提供这些能量的总能量是______提供的。这些总能量的计算方法是_______________________。所以炉子的效率就是_____________________。
④想一想提高炉子效率的有效方法：_________________________________________。
⑤推动汽车的汽油机、柴油机等各种热机是利用内能______。其中对人类有用的部分是热机所做的有用功，其计算方法是________，供这部分有用功的能量来自于_________，其计算方法是____________。所以热机的效率的计算方法是_____________________
⑥在热机的各种能量损失当中_______的能量最多。
【归纳整理】
【拓展练习】
1．摩托车上的热机工作时提供动力的是?? (? )
A．吸气冲程???? B．压缩冲程C．做功冲程?? D．排气冲程
2．我们知道：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来连续工作的．关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是? （? ）
A．将废气排出缸外? B．完成对外做功
C．吸进汽油和空气的混合物??? D．压缩燃料和空气的混合物
3．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，下图16.4－1中表示做功冲程的是（ ）
?
?
?
?
A??甲???? ???B??乙????? ?C??丙?? ????D丁
4．汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体的温度升高，是通过?????????? ??方式增加内能的。为了降低汽缸体的温度，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸内能的，用水来包围汽缸是因为水的? ???????????????。
5．关于热机，下列说法错误的是???????????????????????? （? ）
A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率
B．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
6．氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。氢气的热值为14．3×107J／kg，完全燃烧0．5 kg的氢气可放出 ??________J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值 ???????(变大／不变／变小)
7．焦炭的热值为3.0×107 J/kg，它的物理意义是??????????????????????????? ，完全燃烧?????? kg的焦炭放出的热量能把50kg水的温度升高60℃．[不计热量损失，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
课件15张PPT。热机的效率第十四章 第２节柴薪煤炭石油天然气从哪里获得内能？ 不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？ 经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。一、燃料的热值 想想议议 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。 国际单位：焦每千克；符号：J/kg。
气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。1．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。（1）定义（2）物理意义 （3）单位 请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。2．了解燃料的热值表 为什么发射火箭上天要用氢做燃料？3．有关燃料燃烧放热的计算想一想 根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？ 再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？ 氢的热值是1.4×108 J/kg 干木柴的热值1.2×107 J/kg放出热量Q = 热值×质量
=1.4×108 J/kg× 10×103 kg
=1.4×1012 J需要干木柴 约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。 1．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，叫做热机的效率。 在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？无用的机械
能二、热机的效率 想一想燃气内能损失的内能 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%（1）热机的效率是热机性能的重要指标2．提高热机效率，节约能源，减少污染（2）提高效率的途径
提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；
改进热机，减少各种能量损失；
利用废气的能量。C 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练一练 2．已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。练一练 Q = 1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J = 40 kg 3. 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，并且要保证良好的涧滑
D．提高热机效率，有利于环保减排 C D练一练 4．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为__________。 35%练一练什么是燃料的热值？燃料完全燃烧时放出热量如何计算?课堂小结14.2 热机的效率
教 学 ? 目 ? 标
知识与技能
（1）知道热机的效率 （2）了解提高效率的途径
?
过程与方法
通过图片，实例让学生知道环保重要性，培养学生重视提高保护环境的意识
?
情感态度与价值观
感受技术与社会的联系，建立废物利用的观念．
教材分析
教学重点
热机效率
?
教学难点
热机效率
教 学 过 程
教师活动
学生活动
备注（教学目的、时间分配等）
一．?复习提问：什么是机械效率？ 二．?新课引入： 一、燃料的热值 ??在化学课上已讲了燃烧，请同学们为大家描述一下有关燃烧的知识并对同学们所知道的燃料进行分类。 归纳强调：燃料的燃烧是一种化学变化，燃烧过程中，化学能转化为内能。 ?燃料的种类：固体燃料（木柴、煤等）、液体燃料（汽油、柴油等）和气体燃料（煤气、天然气等） 问题：如果一个家庭使用不同燃料烧水做饭，消耗量相同吗？为什么？如何比较不同燃料放热的多少呢？（控制变量法） 引入热值的定义：1Kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。单位：J/Kg ?看书，了解一些燃料的热值并强调其物理意义。 1．热机是利用燃料来做功的装置。 化学能转化成机械能（做功）。 2．热机的效率：用来做有用功那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。 热机效率是热机性能的一个重要指标。 热机的各种损失中，废气占最多，应减小废气的能量损失。 由于损失的原因比较多，所以热机的效率一般都较低。（参阅课本中的几种热机的效率，内燃机的能流图以及火电站的能流图。） 3．如何提高热机效率的效率？ 让燃料尽可能充分燃烧，减小内能损失，运动部件润滑良好。 4．内能对环境的影响。 （1）废气污染（CO、SO、酸雨）， （2）噪声污染。 5．保护环境，减小污染措施。 （1）改进燃烧设备，采取集中供热，加装消烟除尘装置。 ??（2）提高内能的综合利用率。 把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品；把内能的一次利用变为多次利用（如用余热供暖等）。 （3）充分开发、利用污染小或无污染的能源（如太阳能等）。
? ? ? ? ? ? ? 分析?思考?加强对知识点的整体把握 ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 阅读课本?分析讨论，如何提高热机效率，如何环保？
? ? ? ? ? ? ? 由机械效率联线到热机效率，过渡自然 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 让学生举出热机效率低造成的危害
板 书 热机的效率 1热机效率???2热机效率的应用 ?
教学后记：
