课件26张PPT。第二节 热机效率1.燃料的热值
物理学中，把某种燃料___________时放出的热量与其______之比叫做这种燃料的热值，可用字母q表示，它是燃料的一种特性.热值在数值上等于_______某种燃料____________放出的热量.完全燃烧质量1kg完全燃烧2.热机的效率
对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量散失了.用来做_________的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之______，叫做热机的效率.有用功比自主学习 预习检测1、汽油机有哪四个冲程？
2、哪些冲程发生了能量的转化？如何转化？情景导入 生成问题从哪里获得内能？ 柴薪煤炭石油天然气 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？ 经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。一、燃料的热值 想想议议自研互学 生成新知 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。 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：J/m3。1．热值 热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。（1）定义（2）物理意义 （3）单位对于热值的理解，我们要抓住三个关键词：“某种燃料”、“完全燃烧”、“热量与其质量之比”.①“某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关，反映了燃料的燃烧特性、化学能转化成的内能的本领大小.②“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽.某种燃料，只有在完全燃烧时放出的热量与质量之比才是这种燃料的热值，如果用没有完全燃烧放出的热量计算出的热值就比实际值小.③“热量与其质量之比”可以理解为热值是针对一定质量的燃料而言的，如果同种燃料的质量不同，则完全燃烧时放出的热量大小不同.观察热值表，你有什么收获？常用燃料的热值（单位：J/kg）2．了解燃料的热值表烟煤的热值是多少，其物理意义是什么？热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关 为什么发射火箭上天要用氢做燃料？3．有关燃料燃烧放热的计算热值计算公式 根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？ 再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？ 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 = 热值q×质量m
= 1.4×108 J/kg× 10×103 kg
= 1.4×1012 J 约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。 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？无用的机械
能二、热机的效率 想一想燃气内能损失的内能热机的效率1．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。各种热机的效率:汽油机：20﹪~30﹪柴油机：30﹪~40﹪喷气式发动机：50﹪~60﹪蒸汽机:6﹪~15﹪ 蒸汽机的效率只有6%~15% 汽油机的效率为 20%~30%柴油机的效率为30%~45%提高锅炉效率的措施:（1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。
（2）减少各种热量损失。
将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更完全燃烧； ①加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；
②使用较好的保温材料，减少热损失。 通常的锅炉，燃料利用率比较低，因此在节约能源上改造的潜力巨大。（1）热机的效率是热机性能的重要指标2．提高热机效率，节约能源，减少污染（2）提高效率的途径
提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；
改进热机，减少各种能量损失；
利用废气的能量。热机的效率提高效率的途径
提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；
改进热机，减少各种能量损失；
利用废气的能量。课堂小结 1、关于燃料的热值正确的是（ ）
A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关
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．燃料的热值与上面三个因素都有关解析：选B.热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系.B当堂演练 达成目标2、下面说法不正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能
B．人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的
C．l kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值
D．提高燃料的利用率是节约能源的重要措施C 3．一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%4、下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ ）
A．减少各种热损失
B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦
C．充分利用废气的能量，如建热电站
D．采取少消耗总能量的办法解析：选D.提高热机效率的方法是减少各种能量损失，充分利用燃料放出的能量，减小摩擦尽量少做额外功等.D 5．已知干木柴的热值是1.2×107 J/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4.2×103 J/(kg·℃)。 Q = 1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J = 40 kg1.汽油的热值为4.6×107J/kg.这个数值究竟有多大？有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：一个60kg的人，从大厦的1楼步行至第11楼（走了10层楼），每层楼的层高为3m，他克服重力做了多少焦耳的功？如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等，需要汽油的质量是多少？这大约相当于生活中什么物体的质量？解：克服重力做功W=Gh=m人gh=60kg×10N/kg×30m=1.8×104J；
汽油完全燃烧放热Q放 = W = m汽油q，需要汽油的质量
相当于6根火柴的质量.（一根火柴质量约65mg，其他物体合理即可）（见教材P26 动手动脑学物理）教材习题答案2.如果燃烧干木柴跟燃烧煤油放出的热量相等，干木柴的质量应该等于煤油质量的几倍？请列出相关计算式来说明理由.解：因为Q放=m木柴q木柴=m煤油q煤油，查出q木柴=1.2×107J/kg，q煤油=4.6×107J/kg，所以
即干木柴的质量应该等于煤油质量的3.83倍.3.全球汽车保有量在迅速增长，截至2011年，全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆.每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%.如果能把内燃机效率提高1%，全球每年可以节约多少燃油？解：效率提高前后每辆汽车需要消耗的有用能量相等，所以30%Q总前=（30%+1%）Q总后，则30%·m前q=31％·m后q，
10亿辆汽车节省的汽油质量为109×（1.8-1.742）t=5.8×107t.4.提高热机的效率具有哪些积极意义？请你列出一个回答问题的提纲，不必展开陈述.解：节约能源、减少环境污染等.（解答本题可从节约能源及减少环境污染等方面来考虑，答案合理即可）
第2节 热机的效率
知识与技能
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．列举热机对环境污染的方方面面。
情感、态度与价值观
1．通过热值的学习培养学生观察、分析问题的能力。
2．通过热机效率的学习，激发学生开发新技术、提高燃料利用率的意识。
3．通过阅读“STS”扩展学生的知识面。
重点：1.燃料的热值。2.热机效率。
难点：1.热值的相关计算。2.热机效率。
情景导入 生成问题
汽油机以汽油为燃料，柴油机以柴油为燃料，你还见过哪些燃料？燃料在燃烧过程中是什么能向什么能转化？
自研互学 生成新知
自主阅读教材P22－23的内容，思考并独立完成：
1．燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是否相同？举例说明。
答：不同，一定质量的煤气可烧开一壶水，但等质量的干木柴却不能将这壶水烧开。
2．燃料的热值是什么？其单位及符号是什么？气体燃料热值的单位及符号是什么？
答：某种燃料完全燃烧时放出的热量与其质量之比叫这种燃料的热值。单位是焦每千克，符号是J/kg。气体燃料热值的单位是焦耳每立方米，符号是J/m3。
3．如果用Q表示燃料完全燃烧放出的热量，用q表示燃料的热值，m表示物体的质量，则三者之间关系如何表示？如果用V表示气体的体积又如何？
答：Q＝mq；Q＝Vq。
4．四口之家单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别是：木柴约为200 kg，烟煤约为80 kg，液化石油气约为30 kg，煤气约为60 kg。这四种燃料中热值最高的是( A )
A．液化石油气 B．煤气 C．烟煤 D．木柴
5．一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106 J，这些能量相当于完全燃烧0.55 kg的干木柴才能得到。则干木柴的热值为__1.2×107__J/kg__，如果用掉一半后，干木柴的热值将变为__1.2×107__J/kg__。
自主阅读教材P23～24的内容，思考并独立完成：
6．用炉子烧水时，燃料释放的能量完全被水吸收了吗？还可能被哪些物体吸收？怎样表达能量的变化？
答：没有完全被水吸收，还可能被炉膛、水壶等物体吸收，可以用水吸收能量占放出热量的比例来表示能量的变化。
7.热机效率是怎么定义的？用公式怎么表达？
答：热机工作时，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，叫热机的效率。
η＝×100%。
8．燃料在内燃机中是否能够完全燃烧？释放的能量都去了哪里？补全下面能量流向图。一台柴油机，若一定质量的柴油完全燃烧时，放出了7.5×108 J的热量，其中有4.5×108 J的能量以各种形式损失掉了，可知柴油机的效率为多少？
在内燃机中，燃料释放的能量都到哪里去了？
答：不能完全燃烧，40%。
9．蒸汽机、汽油机、柴油机的效率一样吗？采用哪些措施可以提高他们的机械效率？
答：不一样；减少各种热损失(如废气、冷却水带走的热量)添加润滑油减少机械部件的摩擦，排出废气回收利用等。
对学：①对子间相互检查，针对独学内容，用红笔给出评定等级。
②标注对子间不能解决的疑难问题。
群学：研讨：①小组长先统计本组内的疑惑并帮助解决。
②针对展示方案内容进行交流讨论。
交流展示 生成能力
方案 用煤气灶烧水时，把2 kg的水从25 ℃加热到75 ℃，燃烧了0.03 m3的煤气。设煤气完全燃烧，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值约为4.0×107 J/m3。试求：
(1)水吸收的热量是多少？
(2)煤气灶烧水时的效率是多少？
当堂演练 达成目标
见学生用书。
课后反思 查漏补缺
