14.2 热机的效率（共27张PPT） 2023－2024学年人教版九年级全一册物理上册

(共27张PPT)
人教版九年级全一册物理上册
第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率
学习目标
了解热机的效率。
了解不同材料的热值。
了解热机的使用对社会的贡献和给环境带来的影响。
海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚
新课引入
我们学习了物理的功与机械，介绍了机械效率概念，大家能够说出它的概念吗？
燃料
交流与讨论：
（1）1kg的干木柴和10kg的干木柴在完全燃烧时，放出的热量是否相同？
（2）相同条件下，1kg干木柴和1kg煤，哪种燃料能烧更多的开水？
（3）1kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？
要比较不同燃料燃烧释放能量的能力不同，首先必须保证哪些量相同才能进行比较？
（1）燃料的质量要相同
（2）都要完全燃烧
10kg的干木柴
1kg煤
1kg的干木柴完全燃烧
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。
　　固体、液体燃料的单位：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
（1）定义
（3）单位：
（2）符号：q
海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚
（4）热值是燃料本身的一种特性，由燃料种类决定,与燃料的质量和放出的热量无关
（5）热值的数值（物理意义）：
1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，
如q氢=1.4×108J/kg表示的意义：
1kg氢完全燃烧放出的热量是1.4×108J。
海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚
燃料的热值
人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。在现代社会，人类所用的能量很大一部分依然是从燃料的燃烧中获得的。
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燃料的热值
生活中的几种燃料：
天然气
酒精
煤
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知识点
燃料的热值：（1）定义：热值是指某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，是一种物质特定的性质。（2）单位：J/kg，读作焦每千克。（3）理解：热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。气体燃料的热值在数值上等于1燃料在标准状态下完全燃烧放出的热量。单位是焦每立方米，符号是。（4）计算公式：固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=q。气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq。Q 表示热量（J），q 表示热值（J/kg）， 表示固体燃料的质量（kg），V 表示气体燃料的体积（）。
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燃料的热值
燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。例如，燃烧1 kg煤放出的热量，是燃烧1 kg木柴放出热量的两倍多。我们把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。
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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。热值的单位由热量的单位和质量的单位组合而成。在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，则热值的单位是焦每千克，符号是J/kg。
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热值计算公式
由热值的物理意义我们知道：
1kg氢完全燃烧放出1.4×108J的热量。那么质量为m（kg）的氢完全燃烧释放出多少焦耳（J）的热量？怎么计算？
放出热量Q = 热值×质量
（6）公式：
Q=mq（固体和液体燃料）
Q=Vq （气体燃料）
Q：燃料完全燃烧释
放的热量
ｑ：燃料的热值
ｍ：燃料的质量
V：气体燃料的体积
热值
热值反映了所有能燃烧的物质的一种性质，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小，也就是说，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。
好像很厉害的样子
海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚
练一练
1．下列关于热值的说法正确的是（　　）
A．2 kg煤的热值大于1 kg煤的热值
B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C．热量燃烧不完全时热值变小
D．燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关
D
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知识点
热机的效率：
（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能量之比，叫作热机的效率。（2）计算公式：，表示用来做有用功的那部分能量，表示燃料完全燃烧放出的能量，表示效率。（3）提高效率：①尽量使燃料充分燃烧；②尽量减少各类热量的损失；③在热机的设计和制造上，采取先进技术；④使用时，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功。
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热机的效率
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。
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热机的效率
在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。大型发电机常常用蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。这种既供电又供热的热电站，比起一般的火电站，燃料的利用率大大提高。
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知识点
环境保护
（1）热机带来的环境污染：废气污染、噪声污染、热污染。
（2）保护措施：改进燃烧设备，消除粉尘；提高燃料的综合利用率，采取集中供暖；开发利用污染小和无污染的能源，如太阳能、地热能、风能等；在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染。
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练一练
1：下列说法中正确的是（ ）。
A. 燃料的热值与燃料燃烧的程度有关
B. 燃料的热值与燃料的种类有关
C. 燃料的热值与燃料的多少有关
D. 燃料的热值与以上三个因素都有关
B
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练一练
【解析】
热值是某种燃料完全燃烧放出的能量。热值的大小与燃料的燃烧程度无关，所以选项A说法不正确。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，不同种类的燃料其热值一般不同，所以选项B说法正确。燃料的热值与燃料的多少无关，所以选项C说法不正确。燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃烧程度，质量的多少以及是否燃烧等均无关，所以选项D说法不正确。故选B。
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练一练
2：燃气灶烧水时把质量为2 kg、初温为20 ℃的水加热到100 ℃，共燃烧了0.02天然气（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2× J/（kg·℃），天然气的热值为8.4× J/。求：
（1）水吸收的热量。
（2）天然气完全燃烧放出的热量。
（3）燃气灶烧水时的效率。
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练一练
【解析】
（1）水吸收的热量：
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
（3）燃气灶的效率：。
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课堂练习
1：下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（ ）。
D
A. 热机排出的尾气没有内能
B. 热机的效率能达到100%
C. 热机都是使用汽油作燃料
D. 热机的大量使用会造成环境污染
海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚
课堂练习
【解析】
一切物体在任何温度下都有内能，所以热机排放的尾气也有内能，所以选项A错误；热机在工作时不可避免地要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不可能达到100%，所以选项B错误；汽油机燃烧汽油，柴油机燃烧柴油，蒸汽机燃烧煤，并不是所有的热机都燃烧汽油的，所以选项C错误；热机在使用时会排放出一些有害气体，造成环境污染，所以选项D正确。故选D。
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课堂练习
2：（1）燃料燃烧过程：把燃料的 能转化为 能。
（2）燃料的热值：1 kg的某种燃料 燃烧放出的热量，叫作这种燃料的热值。符号： ；单位： 。
（3）燃料的热值是燃料的一种特性。同种燃料的热值相同。酒精的热值是3.0× J/kg，表示的物理意义是 的酒精完全燃烧所放出的热量是 。
（4）燃料燃烧放出热量计算：Q= 。变形式m= ；q= 。
化学
热
完全
q
1kg
3.0
mq
海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚
课堂练习
3：热机对环境的污染，主要是 污染和 污染。
【解析】
热机对环境的影响包括两个方面，废气中主要包含二氧化碳、二氧化硫，会造成温室效应和酸雨；热机工作时会产生噪音。
大气
噪声
海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚
课堂小结
燃料的热值。
热机的效率:把热机所做的有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫作热机的效率。热机的效率总小于1。
改变世界的热机:蒸汽机、蒸汽轮机、内燃机、火箭发动机、喷气发动机。
地球就在我们手中：废气污染、温室效应、热污染、噪声污染等。