2019年秋人教物理九年级 14.2热机的效率课件19张PPT

第十四章 内能的利用
第二节 热机的效率
生活中我们可以使用哪些可燃烧的材料烧开一壶水？
燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程。
生活中离不开燃料　
柴薪
煤炭
石油
天然气



结论 ：烧开同样多的水，需要的热量是一样的，所用燃料质量却不同，可以理解为质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。
约2.8Kg
约1.16Kg
约0.73Kg
干木材 烟煤 汽油
思考：
定义：在物理学中，把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与其质量之比叫做燃料的热值。
符号：q
单位： J/kg （或J/m3）
意义： q煤= 3.4×107J/kg：表示1kg的煤完全燃烧时所放出的热量为3.4×107J。
属性：热值表示燃料在完全燃烧时放热本领的大小，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧无关。
一、燃料的热值
计算热量公式：
Q放=mq （液体和固体）

Q放=Vq (气体)
Q：燃料完全燃烧释放的热量
ｑ：燃料的热值
ｍ：燃料的质量
V：燃料的体积

煤油 4.6×107
木炭

汽油 4.6×107
无烟煤
氢气 14.3×107
石油
焦炭 3.0×107
天然气
柴油 4.3×107
烟煤 2.9×107
煤气 3.9×107
酒精
干木柴
气体
液体
固体














3.4×107
3.4×107
4.4×107
（7.1~8.8)×107
常见燃料的热值
1.2×107
3.0×107
二、热机的效率

为什么炉渣颜色有的黑有的白？靠近炉灶有什么感觉？
不能完全燃烧

热，温度比周围高
放出来的热量比按热值计算的小

有效利用的热量比放出来的小

热机中能量的分流：
废气内能
散热损失
机械摩擦损失
有用机械能

高温高压 燃气
燃料完全燃烧放出的能量




燃烧不完全

由图可知，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。
热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率，即
W有

Q放
p t
q m

η=
=
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%
如何提高热机效率？
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。
思考
三、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。
讨论交流：如何保护我们的环境？
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。
　1、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

C
注意：燃料的热值只与其种类有关
练一练
2、为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
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？
氢的热值是1.4×108 J/kg
放出热量Q = 热值×质量
=1.4×108 J/kg× 10×103 kg
=1.4×1012 J
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？
干木柴的热值1.2×107 J/kg
需要干木柴
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。
3、（多选） 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，并且要保持良好的润滑
D．提高热机效率，有利于环保减排
CD
4、用天然气灶烧水，燃烧1m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃.天然气热值3.2×107J/m3，求
（1） 1m3天然气完全燃烧放出热量；
（2）水吸收的热量；
（3）天然气灶的效率。
（1）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=Vq=1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J；
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（70℃-20℃）=2.1×107J；
（3）天然气灶的效率η
答：（1）1m3天然气完全燃烧放出的热量为3.2×107J；
（2）水吸收的热量为2.1×107J；
（3）天然气灶的效率η为66%．