14.2热机的效率课件

(共24张PPT)
热机的效率
第十四章 第２节
柴薪
煤炭
石油
天然气
从哪里获得内能？　
在现代社会，人类所用能量的绝大部分是从燃料的燃烧（将 ____能转化为 能）中获得的．常用的燃料有：
固体燃料，如 、 等；
液体燃料，如 、 等；
气体燃料，如 、 等。
化学
内
木柴
煤
汽油
柴油
煤气
天燃气
1．提出问题：根据你的经验，相同质量的不同燃料在完全燃烧时放出的热量是不是相同？
2．猜想假设： 。
3．事实依据： 。
4．质疑引新：那么如何表示燃料的这种特性呢？
　　某种燃料完全燃烧放出的热量(Q)与其质量(m)之比，叫做这种燃料的热值(q)。
J/kg（固液体燃料） J/m3（气体燃料）
一．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。
2、定义
（2）物理意义
（3）单位
（4）燃料完全燃烧放热公式：
Q放=mq（固液体燃料）
Q放=vq（气体燃料）
表示燃料完全燃烧放热能力的物理量
1、热值是




1.、酒精的热值为3.0×107J/kg，它的物理意义：____________________________。
2、煤气的热值为3.9×107J/m3，它的物理意义：______________________________。
3.焦炭的热值是3.0×107J/kg，完全燃烧5kg的焦炭放出的热量为 J。
1kg的酒精完全燃烧放出的热量为3.0×107J
1m3的煤气完全燃烧放出的热量为3.9×107J
1.5×108
一些燃料的热值
表格中燃料的热值，有何特点？
（1）每种燃料都有一定的热值，不同燃料热值一般不同。
（2）氢的热值最大。
干木材柴 约1.2×107 J/kg 柴油 3.3×107 J/kg
烟煤 约2.9×107 J/kg 煤油 4.6×107 J/kg
无烟炭 约3.4×107 J/kg 汽油 4.6×107 J/kg
焦炭 3.0×107 J/kg 氢 1.4×108 J/kg
木炭 3.4×107 J/kg 煤气 约3.9×107 J/m3
酒精 3.0×107 J/kg 沼气 约1.9×107 J/m3
（5）注意：热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、形状、是否完全燃烧等均无关。
　　为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
有关燃料燃烧放热的计算
想一想
　　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 = mq
=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。
=1.2×102t
例题1：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）
Q吸=cm（t-t0）
=4.2×103J/(kg·0C)×5kg×（1000C-400C）
=1.26 ×106J
Q放＝Q吸
m=Q放/q
= 1.26×106J/(1.2×107J/kg)=0.105kg
解：
典型题精析
热机中能量的去向
二、热机的效率
二、热机的效率
　　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。　　
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%
1.尽可能减少各种热损失，保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量； 2.充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。
提高热机效率的方法
热机的效率是热机性能的重要指标
例1：一台效率为40%的柴油机，输出6.6×104J有用功时，消耗多少质量的柴油？Q柴油=4.3×107J/kg
例2:汽车牵引力为5×103N，水平路上行驶10km耗油4kg，求汽车的热机效率。
例1：用煤气灶烧水，把2kg水从25℃加热至75℃用了0.03m?煤气，设煤气完全燃烧。q煤气=4×107J/m3
求：煤气灶烧水的效率。
例2：将水壶中放入2000cm?、20 ℃的水，加热至沸腾。q天然气= 4×107J/ m?,气压为标准大气压。
求：（1）水吸收的热量
（2）若天然气炉具效率是40％，烧开这壶水，需完全燃烧多少天然气？
1、天然气的热值为4×107J/ m?,完全燃烧2.1 m?天然气可获得多少能量？不计热损失，这些能量可使500kg水温度升高多少℃？
2、用天然气加热水，使2kg水温度由20℃
升高到60℃。q天然气=4.2×107J/m3
（1）水吸收的热量
（2）加热时，天然气放出的热量只有50%被水吸收，需完全燃烧多少天然气？
3、内燃机飞轮的转速为3000r/min，则每秒内曲轴转___r，完成___个工作循环，___个冲程，活塞往复运动___次，对外做功___次.
C
　　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
　　3. 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，并且要保证良好的涧滑
　　D．提高热机效率，有利于环保减排
C D
　　2．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 kg
　　4．一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%