14.2 热机的效率 课件(共28张PPT) 2022-2023学年人教版物理九年级

(共28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，为什么火箭会使用液态氢来作为燃料呢？
思考
①1kg的干木柴和10kg的干木柴在同样燃烧时，放出的热量是否相同？
②相同条件下，1kg干木柴和1kg煤，哪一种燃料能烧开更多的水？
③1kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？
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
想一想
某种燃料完全燃烧放出的热量 与 其质量 之比。
1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
焦每千克，符号是J/kg
1.热值定义：
4.物理意义：
3.热值单位：
2.公式：
一、燃料的热值
Q
m
J
Kg
练习
1.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？
解：查热值表可知：氢的热值是q=1.4×108 J/kg
放出热量 Q = m q
=1.4×108 J/kg× 10×103 kg
=1.4×1012 J
质量 m= 10吨= 10×103 kg
答：完全燃烧放出热量1.4×1012 J
5.各种燃料的热值
1Kg的煤油完全燃烧燃烧放出的热量是4.3×107J
固体
燃料
液体
燃料
气体
燃料
一、燃料的热值
6.燃料分类：
固体燃料
液体燃料
气体燃料
7.热值的理解：
①不同燃料的热值一般不同
为什么强调“一般不同”而不是“全部不同”？
②热值是燃料的一种特性。
燃料的热值 和 物体密度一样，物质种类变了，热值、密度才会发生改变形态、质量、体积、是否完全燃烧、放出热量都无关
J
Kg
J/Kg
J
m3
J/m3
③热值反映燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小。
练习
2.一杯酒精倒出一半，剩余酒精的质量、密度和热值的变化情况是( )A. 质量、密度和热值都不变B. 质量、密度和热值都变为原来的一半C. 质量变为原来的一半，密度和热值不变D. 质量和热值变为原来的一半，密度不变
C
3.对于燃料的热值，下列说法中正确的是( )A. 容易燃烧的燃料热值大B. 燃料没有燃烧时没有就没有热值
C. 燃料的热值越大，燃料燃烧时放出的热值就越多
D. 燃料的热值与燃料的质量和是否完全燃烧无关
D
4、 4kg某种燃料完全燃烧时放出的热量是18.4×107J，则它的热值为
　 　，若这种燃料只烧掉一半 ，则剩余部分燃料的热值为　 　。
练一练
4.6×107J/kg
4.6×107J/kg
①求热值
②燃料种类不变，热值不变
燃料种类很多，煤炭、汽油、天然气等等，为什么火箭会使用液态氢来作为燃料呢？
思考
液态氢热值高
26页 动手动脑学物理
1.汽油的热值为4.6×107J/kg。这个数值究竟有多大？有人通过一个具体
例子来认识汽油热值的大小：一个60kg的人，从大厦的1楼步行至第11楼
(走了10层楼)，每层楼的层高为3m，他克服重力做了多少焦耳的功？如果
汽油完全燃烧获得的热量的焦耳数和这些功相等，需要汽油的质量是多少？
这大约相当于生活中什么物质的质量？
26页 动手动脑学物理
1.汽油的热值为4.6×107J/kg。这个数值究竟有多大？有人通过一个具体
例子来认识汽油热值的大小：一个60kg的人，从大厦的1楼步行至第11楼
(走了10层楼)，每层楼的层高为3m，他克服重力做了多少焦耳的功？如果
汽油完全燃烧获得的热量的焦耳数和这些功相等，需要汽油的质量是多少？
这大约相当于生活中什么物质的质量？
热量Q=所做的功W
内燃机中燃料很难完全燃烧，释放的热量也没有全部用来做有用功，损失了大部分。其中废气带走的能量最多。
二、热机效率
1.热机的能量流向图
二、热机效率
最多
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
热机的效率是热机性能的重要指标。
热机效率不会是100%
2、热机效率公式：
1、热机效率定义：
3、意义：
二、热机效率
W有
Q放
蒸汽机的效率只有6%~15%
汽油机的效率为 20%~30%
4.常见的热机效率
柴油机的效率为30%~45%
①提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；
②改进热机，减少各种能量损失，提高效率；
③利用废气的能量，提高燃料的利用率。
5.提高热机效率，节约能源，减少污染
6.求热机的效率
有用功W有是发动机的牵引力做功所消耗的能量
W有=Fs 水平方向牵引力×水平方向移动距离
或 W有=Pt 功率×时间
燃料完全燃烧放出的能量Q放=mq 质量×燃料热值
做有用功的那部分能量
燃料完全燃烧放出的能量之比
Vq（气体）
Pt
完成练习册中相关的练习
练一练
7.求烧水的效率
Q放=Vq（气体）
做有用功的那部分能量
燃料完全燃烧放出的能量之比
水吸收的热量
某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m 3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×10 3J/(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；
7.求烧水的效率
Q放=Vq = 1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J
Q吸 = cm（t-t0）
=4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（50℃-20℃）
=1.26×107J
求燃料的放出的热量
求物质吸热
（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。

7.求烧水的效率
Q放=Vq = 1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J
Q吸 = cm（t-t0）
=4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（50℃-20℃）
=1.26×107J
求燃料的放出的热量
求物质吸热
完成练习册中相关的练习
练一练
课堂小结
热机的效率
燃烧的热值
热机的效率
定义
提高途径
定义
单位
计算公式
焦每千克，符号是J/kg
计算公式
做有用功的那部分能量
燃料完全燃烧放出的能量之比
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.某种燃料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
随堂训练
2.(双选) 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
C D
3．一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%
4.有朋自远方来，烧一壶热水，拈几许茶叶，置于瓷制器皿中，沸水冲泡，这是山东人独有的待客之道。如果用酒精炉烧水，将质量为2kg，温度为10℃的水加热（1个标准大气压下），需完全燃烧42g酒精，酒精炉效率为70%，（已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），q酒精＝3.0×107J/kg）。
求：（1）42g酒精完全燃烧放出的热量；
（2）水升高的温度是多少？