14.2热机效率 课件 (共27张PPT)2024-2025学年物理人教版九年级全一册

(共27张PPT)
14.2热机效率的课件
学习目标1.从生活中体会不同燃料释放热的本领不同，建立热值的概念；能简单计算燃料释放出的热量。2.能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向；知道什么是热机效率；如何提高热机效率。
燃料燃烧是一种化学变化，燃料的化学能转化为内能
新 课 引 入
1.你知道常见的燃料有哪些，它们分别属于哪一类？
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。
固体燃料
气体燃料
液体燃料
思考讨论
2.根据你的经验，相同质量的不同燃料，完全燃烧时放出的热量是不是相同？这说明了什么？
为比较质量相同的不同燃料完全燃烧放出的热量是否相同
热值
根据生活实验发现：1kg的煤燃烧释放出的热量比1kg木柴燃烧放出的热量多。
由此可见：质量相同的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。
不同燃料燃烧时放热本领是不同的。
一、燃料的热值
【提出问题】
不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？
【实验设计】
选取相同质量的不同燃料，点燃后，对相同质量的水进行加热，比较两杯水温度的升高多少，来确定燃料的放热本领。
实验方法
控制变量法和转换法
大量的实验事实证明：
燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。
热值：表示燃料放出热量的本领。
1. 定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。
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。
q: 燃料的热值
Q：燃料完全燃烧放出的热量
m: 燃料的质量
3. 热值单位：焦每千克；符号：J/kg。
气体燃料：J/m3。
V：气体燃料的体积
2. 定义式：
完全燃烧：烧完、烧尽。
热值是燃料的属性（只与燃料的种类有关）
　　1. 请说出你熟悉燃料的热值，并说明物理意义。
2. 观察热值表，你有什么收获？
自主思考
　从热量的角度分析，为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
　　从热量的角度分析，为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
二、有关燃料燃烧放热的计算
根据热值表，计算一下10t氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？
若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少t干木柴？
　　氢的热值是1.4×108 J/kg
　　干木柴的热值1.2×107 J/kg
放出热量：Q = qm =1.4×108 J/kg× 10×103 kg
=1.4×1012 J
需要干木柴：
约120t干木柴与10t氢完全燃烧放出的热量相当。

【算一算】
某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完全燃烧放出多少热量？相当于多少kg干木柴完全燃烧放出的热量？（天然气热值为7.5×107J/m3，干木柴热值为107J/kg）
解：Q = q气V气=7.5×107J/m3 ×4m3=3×108J；
三、热机的效率
热机效率：我们把热机转化成的机械能和燃料完全燃烧后放 出的能量之比

或
蒸气机效率最低：6%~15%；
汽油机效率：20%~30%；
柴油机效率：30%~45%。
　 燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量损失的原因。因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率。
四、提高热机效率的方法：
（1）保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量。
（2）设法利用废气能量，是提高燃料利用率的重要措施。
五.热机对环境的影响
1.热机对大气的影响。
（1）产生有毒气体。
（2）产生大量二氧化碳，造成温室效应。
（3）产生粉尘。
2.热机产生噪音。
拓展延伸
利用煤、石油和天然气等燃料进行供热与供电的火力发电厂。热电厂能较充分地利用发电厂释放的废热，使燃料得到充分利用。既提高了燃料的利用率，也提高了发电厂的经济收益。
热电站
归纳总结
1.对比法相对于控制变量法能够使实验现象更加鲜明，更加直接明了的分析出来哪些因素对实验造成影响。
2.热机原理是将内能转换成机械能，不同燃料的热值不同，热值是一个物质的属性，与质量和体积无关。
机械效率总小于1(因为有用功总小于 总功)
3.热机的效率总是小于1，因为燃料很难完全燃烧，能量的转换过程中，有部分的热量会散失，所以吸收的热量一定小于放出的热量。
4.提高热机效率的方法：让燃料尽可能充分燃烧，减少能量损失，改进设备加快热量吸收。
C1.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.就某种确定的燃料而言，它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当堂检测2．已知干木柴的热值是1.2×107J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。　　Q= 1.2×107J/kg×0.7 kg = 8.4×106J　　m=Qc(t-t0)8.4×106J4.2×103J/(kg·℃)×(70 ℃-20 ℃)　　=　　= 40 kg3. 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CD4．一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%课堂小结
1.燃料的热值
Q＝mq
2.学会利用燃料的热值计算燃料完全燃烧放出的热量。
(m--燃料的质量
q --燃料的热值
Q --燃料的热量)
(燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量不同)
某种燃料完全燃烧放出的热量/质量=燃料的热值
课堂小结
3.知道什么是热机的效率
(1)用来做________的那部分能量，与燃料__________放出的__________，
叫做热机的效率。
(2)热机的效率是热机性能的重要指标。
4.提高燃料利用率的方法:
(1)让燃料尽可能地充分燃烧。
(2)充分利用各种废气，减少热量的损失。
有用功
完全燃烧
能量之比