14.2热机的效率(共28张PPT) 人教版九年级物理

(共28张PPT)
飞机的动力来自什么
创设情境 激发兴趣
第2节 热机的效率
第十四章 内能的利用
义 务 教 育 教 科 书
物理 九年级 全一册
1、理解热值的概念
2、理解热机效率的概念
3、能进行简单的热量和热机效率的计算
目标展示 知能并举
日常生活中常用到的燃料有哪些？
〖请你说说〗
1.燃料的分类
一、燃料
固体燃料
气体燃料
液体燃料
蜂窝煤
晾干的树皮
藏家牛粪
酒精块
固体燃料
南京大学历时5年研制江苏首辆氢能源微型电动车
2010-12-09 17:45:39
来源：江苏新闻网
天燃气
液体燃料
气体燃料
2.人类认识燃料的过程
汽油、煤油、柴油、液化气
燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。
①这些燃料有什么共同特点吗？有什么不同点吗？
②它们燃烧时放出的能量是从哪来的？
燃料都有可燃性、燃烧时释放能量。
③用这些燃料分别去烧开同一壶水，所用的时间和消耗的质量相同吗？这能说明什么问题呢？
干木柴
烟煤
汽油
约2.8Kg
约1.16Kg
约0.73Kg
说明：
不同燃料燃烧释放的能量不同
强调：
　　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。用q表示
　　
一、燃料的热值
2.热值的定义
1、燃料燃烧时能量的转化：
①“某种燃料”强调热值燃料的特性，
②“完全燃烧”：
与燃料的种类有关，跟燃料的质量、形态、体积、是否完全燃烧等因素无关。
烧完烧尽
指燃料燃烧后，全部变成不可燃烧物的过程
化学能转化成内能。
例：关于燃料的热值，下列说法正确的是（ ）
A、某种燃料燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值
B、燃料燃烧过程是化学能转化为内能的过程。
C、燃料燃烧越充分，燃料的热值越大
D、热值大的燃料燃烧时，放出的热量多。
B
3、表达式:
4.单位：
J/m3。
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：
某燃料完全燃烧放出的热量
某燃料的质量
推导式：
Q放＝mq　 　
Q放：燃料放出的热量，q：燃料的热值，m：燃料的质量
气体燃料放热时：
Q放＝Vq
Q放：气体放出的热量，q：燃料的热值，V：表示完全燃烧的气体在标准大气压下的体积。
焦耳（J)
焦耳/千克(J/kg)
千克（kg）
焦耳/立方米（J/m3
立方米（m3
4.物理意义：
热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
木炭的热值3.4×107J/kg：
表示1kg的木炭完全燃烧释放出3.4×107J的热量。
为什么火箭用液态氢做为燃料
例题：计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。
解：查表可知q＝4.3×107J/kg，
所以Q＝mq＝4 kg×4.3×107J/kg＝1.72×108 J。
答：完全燃烧释放的热量为1.72×108 J。
注意：
①热值与热量完全不同，热值是燃料的一种特性与燃料有关。热量是一个过程，只有在能的转移或转化时才有意义。
②完全燃烧与燃烧不同，完全燃烧是指烧尽燃料。
问题:用煤气将1kg的水烧开( 从25°C加热到100°C)，这些煤气完全燃烧放出热量是多少J 水吸收的热量是多少J (煤气的 热值是3.9X 107J/m3)
解：
烧水时,水为什么不能吸收煤气燃烧放出的全部热量
三、用炉子烧水的效率
水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量
之比，叫做用炉子烧水的效率。
三、用炉子烧水的效率
1.定义:
2.公式:
3.提高效率的方法:
(3)增大受热面积
(1) 增加供氧
(2)炉壁选用隔热材料
问题:热机工作时，能不能将燃料所放出的热量全部用来对外做功呢
由于机械传动等，克
服摩擦所消耗的能量
废气排出带走的能量
机械传热损
失的能量
热机真正转变为对外做
功的部分
一台内燃机运行时各种能量损
耗大致为:废气带走的能量占
30%，汽缸散热损失占25%，
摩擦等机械损耗占10%，则内
燃机的热机效率为 。
35%
35%
大部分能
量损耗
少 部分能量转变
为有用机械能
四、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，叫做热机的效率。
热机的效率
做有用功的能量
燃料完全燃烧放出的热量
=
蒸汽机的效率6％～15％
汽油机的效率20％～30％
柴油机的效率30％～45％
2、热机的效率的公式
②热机效率越高，做功相同时，消耗的燃料就越少
说明：
①热机的效率是热机性能的重要指标
为什么炉渣颜色有的黑有的白？靠近炉灶有什么感觉？
不能完全燃烧
热，温度比周围高
放出来的热量比按热值计算的小
有效利用的热量比放出来的小
炉子的热效率
有效利用的热量
燃料完全燃烧放出的热量
=
〖想想议议〗
4、提高热机效率的方法
使燃料充分燃烧;
尽量减少各种热量损失（设法利用废气的能量——热电厂）；
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。
燃气内能 = 散热损失能量 + 机械损失能量 + 有用机械能
（废气释放能量）（克服摩擦）
例1：甲乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是（ )
A、甲热机比乙热机做的有用功少
B、甲热机比乙热机消耗的燃料多
C、在相同有用功的条件下，甲消耗的燃料多
D、在相同有用功的条件下，甲损失的能量比乙少
C
例2.为节约能源需提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是（ ）
A、尽量使燃料充分燃烧
B、尽量增加热机的工作时间
C、尽量减少废气带走的热量 D、尽量减少热机部件间的摩擦
B
延伸：热机的效率、热机的功率
热机的效率 热机的功率
定义
物理意义
定义式
单位
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
功与做功所用时间之比
反映热机对能量利用率得高低
发映热机做功快慢
无单位
瓦特（W）
例：关于热机的效率，以下说法中正确的是（ ）
A、热机做的有用功越多，效率就一定越高
B、热机的功率大，效率就一定高
C、热机单位时间内耗费的燃料少，热机的效率就一定高
D、以上说法都不对
注意：热机的效率高低与热机做功的多少、做功的快慢无关，提高效率的主要途径是减少热机工作中的各种能量损失。
D
〖说说你的收获〗
1.煤气的热值是3.9×107J/kg,它的物理意义是____________________。完全燃烧2kg的煤气，能放出________J的热量
2.三口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量为：木柴约200kg，烟煤约80kg，液化石油气约30kg，煤气约60kg，这四种燃料燃烧的热值最高的是（ ）
A．液化石油气 B．煤气
C．烟煤 D．木柴
〖练一练〗
3.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燃烧情况无关
B.容易燃烧的燃料热值一定大
C.一罐液化气使用一半后，热值也减为原来的一半
D.煤的热值大于干木材的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木材放出的热量多
〖练一练〗
1.热机是把 能转化为 能的机械，在热机里，转变为 的能量和燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。
2.如何提高热机效率，是减少能源消耗的重要问题，要提高热机效率，其主要途径是减少热机工作中的各种 损失，其次是保证良好的 ，减少机械损失。
3.为节约能源需提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是
A、尽量使燃料充分燃烧 B、尽量增加热机的工作时间
C、尽量减少废气带走的热量 D、尽量减少热机部件间的摩擦
〖练一练〗
〖说说你的收获〗
热机效率
1、燃料
5 、提高热机效率的途径
小结：
4、公式
3、定义
2、热值