14.3热机的效率课件（31页PPT）人教版（2024）九年级全册

热机的效率
第3节
第十四章 内能的利用
（人教版）九年级
全
01
学习目标
1. 知道热值的定义
2. 能利用热平衡以及能量守恒思想计算热值
3. 能根据能量守恒思想计算热机的效率
02
课堂导入
同样是炒菜，为什么有的农村用灶烧柴，而城里大部分选择天然气？仅仅是因为方便吗？
拖拉机燃料
柴油
飞机发动机燃料
航空汽油和航空煤油
火箭助推器燃料
液氢液氧
火箭发射所需的推进剂燃料，可以换成拖拉机或飞机采用的柴油或汽油吗？
02
课堂导入
03
燃料的热值
几种燃料
03
燃料的热值
几种燃料
03
燃料的热值
几种燃料
03
燃料的热值
选取相同质量的不同燃料，点燃后，对初温相同质量的液体进行加热，比较两杯液体温度的升高多少，来确定燃料的放热本领。
控制变量法的体现
转换法的体现
由于燃料的成分不同，相同质量的不同燃料在完全燃烧时放出的热量不同，在物理学中用热值来表示燃料完全燃烧时放热本领的大小。
①定义：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，用字母q表示
②公式：q= ????放????；????=????放????
Q放表示放出的热量，单位是焦，符号为 J；
m表示固、液体燃料的质量，单位是kg；V表示气体体积符号为m3。
q表示热值，单位是焦/千克，符号为 J/kg，或者是 J/m3。
?
03
燃料的热值
03
燃料的热值
热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。如木炭的热值为3.4×107J/kg，它表示1kg木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107J。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。
燃料燃烧放出热量的计算：????放=???????? 或者????放=????????
?
03
燃料的热值
火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较大的热值，发射卫星需要的能量一定，液体氢燃烧放出一定热量，需要完全燃烧的燃料质量小（或完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量）。
现在知道为啥不用汽油和柴油给航天器了吧！
04
热机的效率
用这三种方式加热质量相同的水，他们所需的时间是不一样的。你能从能量守恒的角度解释原因吗？
04
热机的效率
我们以燃气灶为例做说明：煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量，装水的容器吸收了一部分能量，煤气灶本身也会吸收一部分能量，高温的烟气带走了一部分能量，还有一部分能量直接散失掉了，等等。水吸收的热量只占煤气完全燃烧放出热量的一部分，只有水吸收的热量才是被有效利用的。
物体吸收的热量用来做有用功的那部分能量占燃料完全燃烧放出热量的比值叫作热效率。
即热效率：η = ???有效利用的热量???????燃料完全燃烧放出的热量=???????有用??????总?
?
04
热机的效率
热机工作时，燃料不能完全燃烧，且燃烧释放的能量也不能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了。如图是热机燃料能量的主要走向示意图。可见，真正能转化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。
04
热机的效率
提高热机的效率的方法：
①使燃料充分燃烧
把煤磨成煤粉或煤粒，加大煤与氧气的接触面积，使其燃烧得更充分，从而提高燃料的利用率。
②尽量减少各种热量损失
对锅炉进行外部隔热处理，可以避免热能向外丢失。
04
热机的效率
③尽量减少各种热量损失，利用废气的能量
热电站：大型发电机常常由蒸汽轮机推动 ，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。
发电
供热
蒸汽轮机
热电站
04
热机的效率
④热机设计制造，提高技术和使用新材料。⑤保证良好润滑，减少摩擦额外消耗的功。
拉力赛车进站维修
汽车发动机添加机油
蒸汽机的效率只有6%~15%
汽油机的效率为 20%~40%
04
热机的效率
常见的热机效率
04
热机的效率
常见的热机效率
柴油机的效率为30%~45%
喷气式发动机的效率为50%~60%
04
热机的效率
05
习题练习
C
05
习题练习
B
05
习题练习
C
05
习题练习
4600
?25%
05
习题练习
丙图中温度计玻璃泡与容器底接触了
甲、丙
?乙、丙
温度计上升的示数
05
习题练习
?2
4.2×103
05
习题练习
(1)3×104Pa；(2)30m3；(3)3.6kg
05
习题练习
(1)化学；(2)4.2×106；(3)不完全相符
06
作业布置
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