14.2 热机的效率 课件(共20张PPT) 2024-2025学年物理人教版九年级全一册

(共20张PPT)
第2节 热机的效率
第十四章 内能的利用
新课引入
这些车辆以什么方式获得能量？
学习目标
1．知道热值的含义及单位、物理意义。
2．会应用热值的概念进行简单的燃烧放热的计算。
3．知道热机效率的含义，了解热机能量的损失以及提高效率的主要途径。
4.了解热机的使用对社会的贡献和给环境带来的影响。
1.燃料的种类
燃料的热值
一
新课讲授
讨论：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
1kg草和1kg汽油完全燃烧释放的热量相同吗？
固体燃料
液体燃料
气体燃料
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
讨论：
燃料燃烧发生的是什么反应？能量如何转化？
化学能转化为内能
化学反应
新课讲授
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：
1kg的煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4×107J
1m3的液化气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）物理意义：
2、燃料的热值
新课讲授
观察热值表，你有什么收获？
燃料的热值只与燃料的种类有关。
火箭
新课讲授
例题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
知识点：燃料热值的理解
针对训练
热量的计算
二
新课讲授
干木柴的热值：q木柴=1.2×107J/kg
质量 放热
1kg 干木柴 1.2×107J
2kg
1.2×107J×2
3kg
1.2×107J×3
m
1.2×107J×m
Q总=mq （固体、液体）
煤气的热值：q煤气=3.9×107J/ m3
体积 放热
1m3 煤气 3.9×107J
2m3
3.9×107J×2
3m3
3.9×107J×3
v
3.9×107J×v
Q总=v q（气体）
新课讲授
热量的计算
二
由热值所表示的物理意义可得出：
燃料完全燃烧放热计算公式:Q = mq Q = Vq
计算：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=4.6×107J/kg
∵ m = 500 g = 0.5 kg
∴ Q = mq = 4.6×107J/kg×0.5kg= 2.3×107J
答：500g汽油完全燃烧时可以放出2.3×107J的热量
V的单位是m3
m的单位是kg
新课讲授
热量的计算
二
燃料完全燃烧放出的能量
废气带走的能量
散热、克服摩擦损失
机械能
　　 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？
新课讲授
想一想
由图可见，真正能转变为对外做有用功的能量只是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 燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。
1、定义：
2、计算公式：
3、注意：
η=
100％
×
W有
Q放
（1）因为热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率永远小于100 %
（2）热机效率没有单位。或可以说单位为1
热机的效率
三
新课讲授
了解：各种热机的效率:
蒸汽机的效率只有6%~15%
柴油机的效率为30%~45%
汽油机的效率为 20%~30%
新课讲授
4、提高热机效率的主要途径:
减少热机工作中的各种能量损失.
首先要减少燃烧过程中的热量损失;
如：掌握好火花塞点火或喷油嘴喷油的最佳时间；蒸汽类热机,常将煤研磨成粉状,用风吹入锅炉内燃烧.这些措施都可以使燃料燃烧得更充分一些。
其次是要尽量简化机械传动部分,并选用优良的润滑材料减小摩擦,以减少机械损失.
具体方法:
再如：合理利用废气（火电站排出的热气供暖）
新课讲授
例题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。
知识点：热机的效率计算
针对训练
【解析】
（1）水吸收的热量：
Q吸
=
=
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放
（3）燃气灶的效率：
。
针对训练
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。
知识要点
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
实战演练
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
3.0×107J
mq
实战演练