14.2热机的效率课件(共32张PPT)2023-2024学年人教版九年级全一册物理

(共32张PPT)
第 十 四 章 内 能 的 利 用
第 二 节
热 机 效 率
学习目标
· 1、从生活中体会不同燃料燃烧释
放热能的本领不同，建立燃料的热 值概念。
·2、会查燃料热值表。能根据燃料
的热值计算一定质量的燃料完全燃
烧所释放的热量。
、华学例说明燃料燃烧产生的科
放物对环境的影响，真有保护环境
的意识。
内燃机的定义与分类。
内燃机的四个冲程以及各个冲程的能 量是如何转化的。
在四个冲程中你认为有哪些热量损失
它们都离不开燃料。
现代社会， 人类所用的能量很大一部分是
从燃料燃烧中获得的
【请你说说】
日常生活中常用到的燃料有哪些
常见的燃料有煤、石油(加工炼制成汽油、
煤油、柴油和液化气等)、天燃气等，农村还
用草木等植物的秸杆作燃料。
燃料的热值
气体燃料
料燃烧的选是看非能转变为
想一想：烧开一壶水，选用干木材还
是煤，谈谈你的理由。
你有办法验证你的理由吗
如图，用天平分别测量 出质量均为10g 的酒精和碎纸 片，将其分别放入两个燃烧皿中， 分别点燃它们，给装有相同质量 水(约200g)的两个相同烧杯加 热，直至酒精和纸片完全燃烧，记 下两温度计示数的变化情况.
思考：
相同质量的不同燃料完全燃烧时，所放
出的热量相同吗 举例说明.
探究：
温度 燃料 加热前的 水温/℃ 燃料燃尽 后的水温/℃
水温的 变化/℃
10g酒精 10℃ 37℃
27℃
10g碎纸片 10℃ 23℃
13℃
表明： 质量相同的不同燃料完全燃烧所放
出的热量是不相等的.
为了比较燃料的特性，引入了"热值"这一物理 量
一、燃料的热值：
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。
·符号：
·单位： 焦每千克 (J/kg)
· 气体燃料的热值单位： (J/m )
· 热值的物理意义是：
表示燃料完全燃烧放出热量的能力强弱(即表示 1Kg 某种的燃料完全燃烧时放出的热量是多少)。
无烟煤的热值为3.4×107J/kg, 表示1kg 的煤在完全燃烧时所 放出的热量为3.4×107J。
液化气的热值为4.9×107 J/m , 表示1m 的液化气
在完全燃烧时所放出的热量为4.9×107J。
热值q/J ·kg
3.0×107
3.3×107
4.6×107
4.6×107
4.4×107
燃料 干木柴 烟煤 无烟煤 焦炭 木炭
热值q/J · kg
1.2×107
2.9×107
3.4×10
3.0×107
3.4×10
燃料的热值
液化气 4.9× 107
煤气 1.8×107
燃料
酒精
柴油
汽油
煤油
原油
常见燃料的热值
燃料
天然气 3.3×10 ~4.5×10
氢气
热值q/J ·m-
1.4 ×108
热值反映了所有能燃烧的物质的一种性质，
它是燃料本身的一种特性，它只与燃料的
种类有关，与燃料的形态、质量、体积、
是否完全燃烧均没有关系。
练一练：
1、1千克干木柴的热值与30克的干木柴热值谁大
2 、将一瓶酒倒去一半，剩余酒精的 (D)
A.密度不变，比热容和热值减半
B.质量、比热容、热值都为原来的一半
C.比热容不变，热值和密度减半
D. 比热容、密度、热值都不变，质量为原来的一半
·干木柴的热值是1.2×107焦每千克
物理意义是：
1千克干木柴完全燃烧时放出的热量是1.2×107J
·完全燃烧2kg干木柴放出的热量是
2.4×107 J
二.燃料元全燃烧放出热量的计算
公式： Q放=mq (即质量乘以热值)
气体燃料： Q 放=Vq
Q放：放出的热量 (J)
q: 燃料的热值(J/kg或
J/m3)
m. 燃料的质量(kg)
V. 燃料的体积(m )
讨论交流： 热机工作时，能不能将燃料所蕴
藏的化学能全部用来对外做有用功呢
燃料很难全部燃烧，
燃料的化学能不能全 部释放
由于机械传动等，
克服摩擦所消耗
的能量
热机真 正转变为 对外做功
的部分
机械传热 损失一部
废气排出带走的能量
· 由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只 燃料燃烧时所释放能量的一部分。
热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的 能量的比值称为热机效率，即：
00%
热机的效率是热机性能的重要
指标
蒸汽机：6%～15%
汽油机：20%~30%
柴油机：30%～40%
飞机上的喷气式发动机：50%~60%
热机的效率能达到100%吗 为什么
不能达到100%,因为热机中可用于做有
用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的 一部分，因为各种热量损失以燃料条件的限制， 这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完 全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1,即
热机效率小于100%。
·尽量减少各种热量损失；
·在热机的设计和制造上采用先进的技术；
·注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩
擦阻力而额外消耗的能量。
·使燃料充分燃烧；
怎样提高热机的效率
热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题：
排放的二氧化硫、二氧
化碳和氮氧化物，还会形成 酸雨
燃料燃烧排放的烟尘
使大气十分浑浊
图12-28 燃料燃烧对环境的影响
汽车排出大量尾气到大气中
酸雨危害植物
酸 雨 的 危 害
1.对人体健康的直接危害，硫酸雾和硫酸盐雾的毒
性比二氧化硫大得多，可以侵入肺的深部组织，引 起肺水肿等疾病而使人致死.
2.引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动植
物的生长.
3.破坏土壤、植被、森林.
4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.
5.渗入地下，使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性
地下水中高很多倍.
讨论交流
·如何保护我们的环境
1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置；
2.集中供热；
3.改用气体燃料，普及煤气和天然气：
4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。
当堂检测反馈
1、四个家庭分别单独使用不同种类的燃料时的平均 月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约80千克， 液化石油气约30千克，煤气约60千克。这四种燃
料中的热值最高的是( A
A、液化石油气 B、煤气
C、烟煤 D、木柴
2、 航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，
这是因为液态氢具有 ( D )
A、较小的质量 B、 较小的密度 C、较大的
比热容 D、 较大的热值
3、 柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型
号柴油机的效率是30%,在柴油机内完全燃烧2千 克柴油能放热 6.6×107J , 这些热通过柴油机的转化 能对外做有用功 1.98×10 J。
(柴油的热值为3.3×107J/KG
4 、完全燃烧140克焦炭(焦炭的热值为3.0×107J/k g) 能放出多少热量 若这些热量的30%被水吸收，
则能使30kg、20℃ 的水温度升高到多少度
30摄氏度
5 、轿车已逐步进入我国普通百姓家中.已知某国 产骄车每行驶100km 消耗8L汽油(1L=1 0-3m ), 汽油的密度为0.71×103kg/m 、 热值为
4.6×107J/kg. 则：
(1)10kg 汽油完全燃烧时所产生的热量是 4.6×108 J.
(2)该汽车行驶100km 消耗的汽油的质量是 5.68 kg.
(3)当该汽车以50kW 的功率在平直公路上以72km /h 的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于
2.5×103 N。
(4)该汽车发动机的效率是 96 %.
谢谢大家!