课件15张PPT。热机的效率 学习目标：
1、知道燃料热值的定义、单位，简单的计算；
2、理解热机的效率，并能进行简单计算。
液化石油气或天然气油液态氢干木柴酒精煤燃料的燃烧是一种什么变化？
从能量转化的角度来看，燃料燃烧的实质是什么？
助推“神舟五号”的长征系列火箭为什么用液态氢做燃料,而不用汽油或煤炭？一、燃料的热值1、定义：我们把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。
2、单位是焦每千克，符号是J/kg.
3、热值在数值上等于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。常用燃料的热值（焦/千克）4、热值是燃料的一种特性，只跟燃料本身有关，跟质量、是否燃烧等因素无关。计算:完全燃烧5kg的汽油能放出多少的热量？（q汽油=0.46×107J/kg)
5、计算公式:q=Q/m
Q=mq计算.用家用燃气热水器烧水洗澡，假如洗一次澡要用掉天然气0.14m3.问:完全燃烧这么多的天然气能放出多少焦的热量？(q=8×107J/m3)
5、计算公式Q=mq （或者 Q=Vq）例题.把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？
（已知干木柴的热值为1.2×107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收，水的比热容是4.2×103J/kg.°C）解：Q吸=Cm(t –t0)
=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃- 40℃)
= 1.26×106J
因为Q吸=Q放=1.26×106J
所以干木柴质量
m=Q/q=1.26×106J/1.2×107J/kg=0.105kg
二、热机的效率热机真正转变为对外做功的部分
热机效率：用来做功的那部分能量和燃料
完全燃烧放出的能量之比η=1、使燃料充分燃烧;
2、尽量减少各种热量损失；
3、在热机的设计和制造上采用先进的技术；
4、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。提高热机效率的途径想一想除了提高热机效率的方法外，我们还能
用什么方法来保护环境改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;
集中供热；
改用气体燃料，普及煤气和天然气；
充分开发利用污染少和无污染的新能源。
我是环保小卫士“温室效应”将导致全球气候逐渐变暖，从而造成海
平面上升、热带风暴频发等一系列气象灾害。人类
已认识到“温室效应”加剧的危害，正在制定国际公约
以限制“温室气体”的排放。请你至少提出一个减少二
氧化碳气体排放合理化的建议：＿＿＿＿＿＿＿＿＿
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿植树造林、少开车多走路、研发新型能源……小结：一、燃料的热值：
1、定义：我们把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
2、单位是焦每千克，符号是J/kg
3、意义
4、热值是燃料的一种特性，只跟燃料本身有关，跟质量、是否燃烧等因素无关
5、计算：q=Q/m（Q=mq或者Q=Vq）
二、热机的效率：η=W有/Q放第2节 热机的效率
新课标基础训练（共9分）
1. (2')（·南昌）已知酒精的热值为q质量为m，则酒精完全燃烧一半放出的热量为????? ，剩余酒精的热值为??????????? ．
2. (2'）关于热值的概念，下列说法中正确的是（? ）
A．任何物体都有热值
B．燃料燃烧时才有热值
C．燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关
D．燃烧时放出热量多的燃料热值大
3. (2')（·内江）已知烟煤的热值是2. 9×107J/kg，那么( ? ）
A．2kg烟煤燃烧时一定放出5.8×107J的热量
B．1kg烟煤完全燃烧时一定能放出2.9×107J 的热量
C. 1kg烟煤温度降低1℃释放出2.9×107J 的热量
D. 10kg烟煤的热值为2.9×108J/kg
4. (2')（·益阳）关于热机的效率，下述正确的是（? ）
A．热机的效率有可能等于1
B．热机的效率一定小于1
C．热机的效率越高，其损失的能量越多。
D．热机的效率越高，对环境的影响越大
5.(1')（·天津）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%，则它的机械效率为?? 。
新课标能力训练（共23分）
6.(2')（STS试题）燃料燃烧排放的烟尘废气中所含的主要有害成份有（? ）
A．一氧化碳 B．二氧化硫及氮氧化物
C．粉尘 D．二氧化碳
7. (2')（创新实践题）热电站是利用??????? 来供热的，与一般火电站相比，热电站大大提高了???????
8. (2')（概念辨析题）燃料燃烧时放出热量的多少（? ）
A．只与燃料的种类有关 B．只与燃料的质量有关
C．只与燃料是否完全燃烧有关 D．跟以上3个因素都有关
9. (2'）能说明内能转化为机械能的例子是（? ）
A．冰受热熔化 B．竖直上抛的石头
C．敲打铁块使之变热 D．水蒸气冲开锅盖
10. (1')（·沈阳）（阅读理解题）近年来沈阳市采取了居民小区集中供热的方式，拆除了千余根烟囱，减少了高温的废气向周围大气的扩散及它与大气间的热传递，减轻了对大气的污染，提高了燃料的利用率，减少了能量的损失．根据上述内容请你找出一个与物理相关的名词??????? ???
11. (4')（STS试题）有的航天器火箭发动机用氢作燃料，这是因为氢气?????? 很大；燃烧1 m3的煤气约能放出热量3.9×107J，某市管道煤气收费标准为0.87元／m3，有一户人家在一个月内烧煤气消耗了1.17×108J的热量，这个月应交煤气费???????? 元．
12（4’）（学科内综合）已知酒精的热值为3.0×107J/kg,用某酒精炉在标准大气压下烧
水时，烧开一壶20℃的水用去酒精50g，设酒精完全燃烧，且放出热量的40％被水吸收，求这壶水的质量．
13．(6')（STS试题）某学校每天需将1 000kg、20℃的水烧开供师生饮用．
(1)试计算每天烧开水所需要的热量是多少？
?
?
(2）若分别用煤炭、煤气、天然气做燃料，根据课本中的知识和你生活时的经验，简述以上三种燃料中使用哪种燃料对大气污染程度最重以及它对大气的污染物主要是什么．
?
?
新课标拓展训练（共38分）
14. (2')（·兰州）（生产应用题）一台柴油机，有Mkg柴油完全燃烧时，放出7.5×108J的热量，要损失4.5×108J的能量，可知该柴油机的效率是（? ）
A．30％??? B. 40%??? C. 48%??? D. 60%
15. (2')（STS试题）下列措施不属于加剧地球的温室效应的是（? ）
A．现代工业大量燃烧煤炭和石油
B．人类大量砍伐森林
C．植物光合作用对二氧化碳的大量消耗
D．人类生活中诸如取暖等活动日益频繁
16. (4')（·常州）（实践应用题）柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2kg柴油能放热???? J，这些热通过该柴油机的转化能对外做有用功????? ?? J.（柴油的热值为3.3×107J／kg）
17. (2')（·沈阳）（学科间综合）以下关于能量转化的叙述中错误的是（? ）
A．电饭锅工作时，将电能转化为内能
B．汽油机做功冲程，将机械能转化为内能
C．电动机车行驶时，将电能转化为机械能
D．绿色植物的光合作用，将光能转化为化学能
18.（1')（·嘉兴）（STS试题）年4月22～26日，天琴座流星以49km/s的速度闯入地球大气层，形成“天琴流星雨”．流星进入大气层时与空气摩擦，这个过程中使流星发光的能量是由????? （填“化学能”“机械能”或“太阳能”）转化而来的．
19. (4')（学科内综合）一台功率为9kW的柴油机，正常工作时每小时消耗柴油2 kg，问此柴油机的效率是多少．（柴油的热值为3.3×107J /kg）
?
?
20. (6')（阅读理解题）乌鲁木齐是全国大气污染最严重的城市之一，每年的10月15日到次年的4月15日，在长达半年的采暖期内，遍布城区和郊区的成千上万台大大小小的锅炉，便同时炉火升腾，每年都要烧掉800万吨煤炭，向天空排放出6万多吨烟尘，9万多吨二氧化硫……分摊到首府200万市民，每人可得到3千克烟尘、4. 5千克二氧化硫等来自空中的“礼物”，再加上近万辆出租车，公交车排出的尾气……为此市政府和环保部门付出了很大的努力，出台了许多政策．假若你是环保小卫士，你会提出哪些合理的建议改善这种状况，还首府一片蓝天？（至少答三种）
?
?
21. (8')（阅读研究题）阅读与思考
温室效应
??? 我国是世界上气候变化的敏感区和脆弱区之一。引起气候系统变化的原因有多种，概括起来可分成自然的气候波动与人类活动的影响两大类．前者包括太阳辐射的变化，火山爆发等．后者包括人类燃烧化石燃料以及毁林引起的大气中温室气体浓度增加，硫化物气溶胶浓度的变化，陆面覆盖和土地利用的变化等等
??? 人类活动会增加大气中温室气体的浓度并导致气候变化的研究，可以追溯到19世纪末．1896年，瑞典科学家斯万特．阿尔赫尼斯就对燃煤可能改变地球气候做出过预测．他指出，当大气中二氧化碳浓度加倍时，全球平均气温将增加5～6℃．之后，有许多科学家陆续对此问题进行了研究．1957年，瑞威拉等在美国发表了关于增加大气中温室气体浓度可能产生气候变化的论文．同年，美国夏威夷观象台开始进行二氧化碳浓度观测，从而正式揭开了人类研究气候变化的序幕．温室效应是这一话题的核心．它是指大气中的二氧化碳等气体透过太阳短波辐射，使地球表面升温，但阻挡地球表面向宇宙空间发射长波辐射，从而使大气增温．由于二氧化碳等气体的这一作用与“温室”的作用类似，故称之为“温室效应”，二氧化碳等气体则被称为“温室气体”．工业革命前，大气中的二氧化碳等气体造成的“温室效应”使得地球表面平均温度由一18℃上升到当今自然生态系统和人类已适应的15℃一旦大气中的温室气体浓度继续增加，进一步阻挡了地球向宇宙空间发射的长波辐射，为维持辐射平衡，地面必将增温，以增大长波辐射量．地面温度增加后，水汽将增加（增加大气对地面长波辐射的吸收），冰雪将融化（减少地面对太阳短波的反射），又使地表进一步增温，全球变暖更显著．
??? 除了二氧化碳外，目前发现的人类活动排放的温室气体还有甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫．对气候变化影响最大的是二氧化碳．二氧化碳的生命期很长，一旦排放到大气中，最长可生存200年，因而最受关注．排放温室气体的人类活动包括所有的化石能源燃烧后排放的二氧化碳．在化石能源中，煤含碳量最高，石油次之，天然气较低．化石能源开采过程中的煤炭瓦斯、天然气泄漏时排放的二氧化碳和甲烷；水泥、石灰、化工等工业生产过程中排放的二氧化碳；水稻田、牛羊等反刍动物消化过程中排放的甲烷；土地利用变化减少了对二氧化碳的吸收；废弃物排放中产生的甲烷和氧化亚氮．1860年以来，全球平均温度升高了0.6士0.2℃．近百年来最暖的年份均出现在1983年以后．20世纪北半球温度的增幅是过去1 000年中最高的．
??? 据资料显示，近百年来大气中温室气体浓度明显增加．大气中二氧化碳的浓度已达到过去42万年中的最高值．近百年里降水分布也发生了变化．大陆地区尤其是中高纬度地区降水增加，非洲等一些地区降水减少．有些地区极端天气气候事件（厄尔尼诺、干旱、洪涝、雷暴、冰雹、风暴、高温天气和沙尘幕等）的出现频率与强度增加．
阅读上文后回答问题：
(1)什么是温室效应？其主要影响因素是什么？
?
?
(2）文中提到“我国是世界上气候变化的敏感区和脆弱区之一”，面对温室效应的影响你有什么想法？我们应该怎么做？
?
?
22. (9')（STS试题）南京某中学“STS”课题组到某工厂的锅炉车间进行实践活动，重点研究锅炉供水自动装置及燃料燃烧两方面问题．(1）图12-4-1为冷水自控装置，小水箱与锅炉相连，当杠杆呈水平状态时，浮球受到2.5 N竖直向上的浮力，塞子B刚好顶住自来水进口，已知OC=25 cm,OD=1 cm，塞子B横截面积为1 cm2，由此算出自来水压强为多大？
（不计杠杆、连杆、塞子、浮球的质量）
????????????????
(2）如图12-4-2，这是一幅工厂的外景图，这些高温的烟尘废气是怎样形成的？它对我们的生活环境有怎样的影响？
?
?
新课标理念中考题（共30分）
23. (2')（·长沙）（概念辨析题）汽油的热值是4.6×107J/kg，现有汽油500g，若
燃烧一半，剩余汽油的热值是??????????????? J/kg.
24. (4')（·海淀区）（创新实践题）西气东输主干线西起塔里木盆地的轮南油气田，向东途经九个省市区，最终到达上海，总计年输送天然气1.2×1010m3，即年输气质量
为?? kg．若这些天然气完全燃烧，放出的热量是?? J.（管道内天然气密度为6kg/m3，天然气的热值是5×107J/kg）
25. (2')（·成都课改区）农作物的秸秆是一种宝贵资源，但不少农民在收割后为了方便，在农田里大量焚烧．请你指出大量焚烧秸秆的害处（举出两个）：?????? 、?????? 。
26. (6')（·大连）（实践应用题）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤．［水的比热容是4.2×103J /(kg·℃），无烟煤的热值是3.4×107J/kg]．试求：
(1)锅炉内200 kg的水吸收的热量是多少？
?
(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
?
(3）此锅炉的效率是多少？
?
?
27. (4')（·桂林）家庭中使用的液化石油气储存在钢罐里，钢罐顶部有一个阀门开关，罐内气压大于大气压．石油气泄漏时易发生中毒、爆炸和火灾事故．已知石油气热值为3.5×107J /kg，烧水时，设石油气燃烧放出的热量只有60％被水吸收．问：
(1)将质量为5吨，初温为20℃的水加热到100℃，需完全燃烧多少液化石油气？
?
?
(2）当发现家中钢罐内的液化石油气泄漏时，为防止事故的发生你应采取哪些措施．
?
28. (6')（·甘肃）（计算型推理题）学习了电学和热学知识后，小华通过实验得知：用电热壶将20℃ ,15kg的水加热到100℃，需要1.05元电费．用煤气灶做同样的实验，则需要消耗0. 42元的煤气，已知水的比热容是4.2×103J／（kg·℃）．
(1)如果使用煤炉做同样的实验，已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为3.4×107J/kg，假设煤
炉的热能利用率为20%，无烟煤的价格是每千克0.34元，则需花费多少钱？
?
?
(2）如果某地区可以同时提供电、煤气和煤，从经济和环保等角度综合分析，你会建议使用哪种燃料？请阐明理由．
?
29. (6')（·浙江衢州）在一次军事演习中，某战斗机从基地出发，飞行900km抵达目的地上空，在高空发射导弹后迅速返回原基地，该战斗机装有4台涡轮风扇发动机，单台发动机的推力为75000 N，飞机最大飞行速度约1800 km/h.若同时使用2台发动机时飞机可达到最大飞行速度，且在上述过程中飞机始终以最大速度飞行，飞机燃油释放能量的50％可被飞机用于飞行．假设只考虑高空中的直线运动，则在此飞行过程中，求：
(1) 飞机飞行的时间是多少？
(2）飞机飞行的功率是多少？
(3）飞机共消耗多少燃油（燃烧值为4.6×107J/kg) ?
参考答案：
1．mq/2? q? 2. C? 3. B? 4. B???5.35%?? 6. ABC??7．废气? 燃料的利用率? 8. D??9. D??10．热传递（能量）? 11．热值??2.61??12.1.8 kg? 13. (1)3.36×108J??(2）煤炭对大气污染最严重；它对大气的主要污染物是粉尘、
二氧化硫等．? 14. B? ?15. C??? 16. 6.6×107? 1.98×107 17.B? 18．机
械能??19.49%?? 20．（1)提高锅炉效率和燃料的利用率?? （2)集中供暖，减小污染? (3）加强消烟除尘设备的改进? (4）推广使用气、电、太阳能等清洁能源 (5)多种树、种草，改善环境．? 21．略? 22.(1)6.25×105 Pa?? (2）
烟很浓，燃料没有完全燃烧；没有充分燃烧的燃料带走了热量，浪费了能源；烟气污染大气，严重污染了环境．? 23. 4.6×107J/kg? 24. 7.2×1010? 3.6×1018? 25．浪费资源? 污染环境?? 26. (1)6.3×107J(2)2.04×108J? (3)31%
27. (1)80g? (2）严禁有明火出现、关闭阀门、开窗通气．? 28．0.252元，只要理由合适即对．? 29．略．
