人教版九年级物理第14章内能的利用14.2热机的效率课件（21张ppt)

(共21张PPT)
人教版九年级第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率
1、从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同，建立热值的概念；
2、能简单计算燃料燃烧放出的热量；
3、能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率；
学习目标
柴薪
煤炭
石油
天然气
从哪里获得内能？　
课堂引入
想想议议：燃料燃烧产生热量的多少和什么因素有关？
1.kg干木柴和2kg干木柴，燃烧情况一样，谁放出热量多？
2.同样1kg干木柴，一个完全燃烧，另一个燃烧不充分。哪种情况放出热量多？
跟燃料的质量有关
跟燃料燃烧的程度有关
3.1kg干木柴和1kg煤，燃烧情况一样，谁放出热量多？
跟燃料的种类有关
探究新知
一、燃料的热值（ q）
影响燃料燃烧放出热量的因素：
燃料的质量；燃料的种类；燃料燃烧的状况。
1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。
1.定义：
2.单位：
J/m3（气体）
J/kg（固体）
3. 公式：
q=Q/m （固体燃料）
q=Q/V （气体燃料）
Q放＝mq；
Q放＝Vq；
4.燃料的热值表
观察燃料的热值表，看有什么发现。
你有哪些发现？
1. 不同燃料的热值一般不同。
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）、是否燃烧、是否完全燃烧无关。
2. 氢的热值最大。
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
想一想
计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？
若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？
Q氢放 =q氢×m氢
= 1.4×108 J/kg× 10×103 kg
= 1.4×1012 J
　大约需要120吨的干木柴。
废气带走的能量
散热、克服摩擦损失
由图可知，真正能转变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。
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？
想一想
1.定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比称为热机效率.
W有
Q放
η=
X 100%
二、热机的效率（ ）
2.公式：
3.热机的效率都小于1。
4.一些设备的效率:
柴油机：30﹪~40﹪
喷气式发动机：50﹪~60﹪
蒸汽机:
6%~15%
汽油机:
20%~30%
（1）热机的效率是热机性能的重要指标。
（2）热机的效率高，在做功同样多的情况下，
就消耗更少的燃料，从而节约资源，减少污染。
5.提高热机效率的方法：
（1）使燃料充分燃烧;
（2）尽量减少各种热量损失；
（3）利用废气的能量；（主要措施）
（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。
图14.2-3 斯蒂芬森的“火箭号”蒸汽机车，它诞生于1829年
图14.2-4 摩托车使用汽油机，挖土机使用柴油机，货船使用大型柴油机
课本：P25STS
从火车到火箭
图14.2-6 自带燃料和氧化剂的火箭
图14.2-5 高温高压水蒸气直接推动蒸汽轮机的叶片
热机给人类文明带来进步，也给生态环境造成污染
重点：燃料完全燃烧放出热量的计算
难点：机械效率的计算
课堂小结
1. 为了减少大气污染，可对秸秆进行回收加工制成精秆煤，完全燃烧2kg秸秆煤可放出　 　 J热量；若这些热量完全被水吸收，可使　 　 kg水温度由20℃升高到60℃．[已知q秸秆煤＝2.1×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg℃）]。
4.2×107
250
课堂练习
2.用煤气灶将质量为4kg的水从25℃加热到50℃，水吸收的热量为__________ J，若水吸收的热量等于煤气燃烧所放出的热量，则需要完全燃烧__________的煤气。
[水的比热容为 4.2×103J/（kg·℃），
煤气的热值为4.2×107J/kg].
4.2×105
0.01kg
3.（2019 湖南郴州市)用液化气灶烧水，把1.5kg初温为20℃的水加热到100℃，需要吸收的热量为　 　 J．若上述过程中完全燃烧了0.021kg液化气，且只有60%的热量被水吸收，则液化气的热值为　 　 J/kg。
[c水＝4.2×103J/（kg℃）]
5.04×105
4×107
4.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？
这个人受到的重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N；
克服重力做功：W=Gh=600N×3m×10=18000J；
因为Q放=W，Q放=mq，所以需要燃烧汽油的质量：
m=Q放/q=18000J/4.6×107J/kg≈0.39×10-3kg= 0.39g
一本物理课本的质量大约为250g，0.39g相当于一张纸的质量.
答：他做了18000J的功，需要0.39g的汽油。