14.2热机的效率课件(共28张PPT)

(共28张PPT)
热机的效率
吸气冲程
（ ）冲程
进气门
排气门
活塞运动方向
能量转化 \
吸气
开
关
向下
压缩冲程
（ ）冲程
进气门
排气门
活塞运动方向
能量转化
压缩
关
开
向上
机械能 内能
做功冲程
（ ）冲程
进气门
排气门
活塞运动方向
能量转化
做功
开
关
向下
内能 机械能
排气冲程
（ ）冲程
进气门
排气门
活塞运动方向
能量转化 \
排气
关
开
向上
探究活动二:内燃机
（ ）冲程 （ ）冲程 （ ）冲程 （ ）冲程
进气门
排气门
活塞运动方向
能量转化 \ \
总结归纳：内燃机一个工作循环有_______个冲程，活塞往复_______次，飞轮转动______周，对外做功______次，其他冲程靠飞轮的________完成。
吸气
压缩
做功
排气
开
关
向下
关
关
向上
关
关
向下
关
开
向上
4
2
2
1
惯性
机械能 内能
内能 机械能
【学习目标 】
1. 了解热值的概念；
2．知道燃料的利用率。
3. 知道热机的效率。
4．知道内能的使用对生活的影响。
讨论：例举一下生活中我们可以使用哪些可燃烧的材料烧开一壶水？
草木、煤炭等
石油、酒精、汽油等
煤气、天然气 等
固体燃料
液体燃料
气体燃料
燃料的热值
燃料可分为哪三种
讨论：将一壶水放在燃烧的木柴上加热，不久就升温了。现在，我们已经知道这是因为水吸收了热量的缘故。 问：那么这些热量从何而来？
是从木柴燃烧时放出的热量来的
思考：5kg的木材和10kg的木材燃烧时放出的热
量是否相同？ 这说明什么？
燃料燃烧时放出的热量跟燃料的质量有关
同种燃料的质量越大，
燃烧时放出的热量越多
思考：用质量相同煤油、酒精、纸屑烧水， 水升高的温度不 相同，这说明什么？
说明了不同的燃料燃烧放出的热量的本领不同
燃料燃烧放出的热量的多少还与什么因素有关？
燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？
（1）燃料的质量
（2）燃料的种类
大量实验表明：
1、同种燃料完全燃烧时放出的热量跟它的质量成正比 。
2、相同质量的不同燃料，在完全燃烧时放出的热量
并不相等。
想一想:什么是完全燃烧呢
关于完全燃烧—— 就是燃料全部烧尽的意思，即燃料的燃烧必须与充足的氧气发生完全氧化反应。
不同的燃料，即使质量相同，完全燃烧放出的热量也是不同的。我们该怎样比较不同燃料燃烧时这种放热性能优劣？
为比较不同的燃料，即使质量相同，完全燃烧放出的热量也是不同的，
热值
燃料的热值
在物理学中，把1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值。
热值的符号：q 单位：J/kg（J/m3）
无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示的含义
液化气的热值为4.9×107J/m3，表示的含义
表示1kg的煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4×107J。
表示1m3的液化气在完全燃烧时所放出的热量为4.9×107J。
1.定义
2.单位及符号
3.意义
燃料的热值
请大家从左侧的燃料的热值表中找出：
干木柴、柴油、汽油等生活中常见的几种燃料的热值。
思考：
柴油的热值是多少？它的物理意义是什么？
(2) 3 Kg 的柴油完全燃烧，它放出的热量是多少？
3.3×107J × 3 = 9.9 ×107J
q柴油=3.3×107 J / kg ： 1 千克的柴油完 全 燃烧时放出的热量为3.3×107焦
燃料的热值
燃料完全燃烧时放出热量的计算：
由热值所表示的物理意义可得出：
燃料燃烧放热计算公式Q=qm Q=qV
想一想：500g汽油完全燃烧时可以放出多少热量？
解：查表可知，汽油的热值q=4.6×103J/kg
∵ m=500g=0.5kg
∴ Q=qm=4.6×103J/kg×0.5kg=2.3×103J
答：
V的单位是m3
m的单位是kg
燃料燃烧计算公式
例：3kg的酒精完全燃烧可放出多少热量？
解：
Q放= mq =3.0x107J/kgX3kg=9.0x107J
例：4m3的煤气完全燃烧可放出多少热量？
解：
Q放= Vq =4m3X1.8X107J/m3=7.2x107J
Q放= mq 或 Q放= Vq
分析：由Q放= mq 决定燃料燃烧放热大小的因素：
1.燃料的质量
2.燃料的热值
3.燃料是否完全燃烧
燃料燃烧释放热量计算公式：
思考：
1kg的干木柴热值是多少
0.5kg干木柴热值是多大
认识燃料热值表
理 解
热值是燃料的一种特性
与燃料的种类有关。同种燃料的热值是定值，不同燃料的热值一般不同
思考：火箭为什么以液态氢为燃料？
液态氢的热值大，在质量相同时，比其他燃料燃烧放出的热量多
D
观察与思考
1.用煤烧水时，煤能完全燃烧吗？
2.煤燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？
①有效利用的热量只是被水吸收的热量
②高温的烟气带走了相当一部分热量
③还有一部分热量直接散失掉了
聚能灶
炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做炉子的效率。
表达式：
练一练
用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从
20℃升高到70℃.已知水的比热容为4.2x10 J/(kg.℃),
煤气的热值为4.2x10 J/kg.求：
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）燃气灶烧水的效率。
解：（1）Q放=mq=0.5kgx4.2x10 J/kg=2.1x10 J
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm=4.2x10 J/(kg.℃)x50kgx(70-20)℃
=1.05x10 J
（3）燃气灶的效率：
=Q吸/Q放=1.05x10 J/2.1x10 J=50%
3
7
7
3
7
7
7
7
1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。
2）尽可能减少各种
热量损失。
提高燃料利用率的措施
热机的效率　
想一想
　　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？
燃料的化学能
有用的机械能
废气带走的热量
不充分燃烧损失能量
热机效率：
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热量之比，叫做热机的效率
定义式：
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%