人教版九年级物理第十四章14.2热机的效率(共19张PPT)

(共19张PPT)
课前回顾
1、热机：
2、四冲程汽油机的工作冲程（按顺序）：
利用内能做功的机械。
吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程
3、做功冲程中发生的主要能量转化：
化学能
（燃料）
内能
（燃气）
燃烧
做功
机械能
第十四章
内能的利用
第2节
热机的效率
深高北
物理组
学习内容
热机的效率
02
燃料的热值
01
一、燃料的热值
常见的固体燃料有：煤、木柴等；液体燃料有汽油、酒精等；气体燃料有煤气、天燃气等，它们燃烧过程中化学能转化为内能。
相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量相同吗？
一、燃料的热值
燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不相同的
一、燃料的热值
1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量(或体积）之比，叫做这种燃料的热值。热值用q表示。
q
Q放
m
＝
q
Q放
v
＝
或
2、热值的物理意义：
热值在数值上等于1kg（或1m3)某种燃料完全燃烧放出的热量。
3、热值的单位：
J/kg
或
J/m3（气体燃料）
定义式：
了解燃料的热值表
燃料
热值
J/kg
燃料
热值
J/kg
干木柴
约1.2×107
柴油
4.3×107
烟煤
约2.9×107
煤油
4.6×107
无烟煤
约3.4×107
汽油
4.6×107
焦炭
3.0×107
氢
1.4×108
木炭
3.4×107
煤气
约3.9×107J/m3
酒精
3.0×107
沼气
约1.9×107J/m3
说一说汽油、煤气热值的物理意义？
1Kg的汽油完全燃烧时放出的热量为4.6×107J。
1m3的煤气完全燃烧时放出的热量为3.9×107J。
（注意“完全燃烧”条件和两种热值单位的不同含义）
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。
燃料的热值
例1.关于燃料的热值说法正确的是(
)
A.燃料的热值与燃料的种类有关
B.热值在数值上等于1千克某种燃料燃烧时放出的热量
C.燃料的热值越大，燃烧时放出的热越多
D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
A
练一练
例3.航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（　　）
A、较小的质量　
B、较小的密度　
C、较大的比热容　
D、较大的热值
D
例2．有关热值的概念，下列说法中正确的是
（
）。
A．燃料完全燃烧时，它的热值最大
B．没有燃烧的燃料，热值等于零
C．燃料燃烧时放出的热量越多，热值越大
D．燃料的热值与燃烧情况无关
D
燃料完全燃烧放出的热：
Q放
=
qm
或
Q放
=
qV
燃料的热值
例4：查热值表，计算500g汽油完全燃烧能释放出多少热量？
解：查表可知：q汽油＝4.6×107
J/kg
Q放
＝q汽油m
＝4.6×107J／kg×0.5kg＝2.3×107
J
m＝500g=0.5kg
二、热机的效率
想想议议：在热机的运行过程中，热机中燃料是否能够完全燃烧？能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？
由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量
燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放
机械传热损失一部分能量
废气排出带走的能量
有用的机械能
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。
二、热机的效率
例：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%
由于燃料的燃烧程度、散热损失、机械摩擦等因素，热机的能量有效利用率总小于100%
各种热机的效率
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%
热机的效率是热机性能的重要指标
如何提高热机的效率
⑴
尽量使燃料充分燃烧（把煤磨成煤粉或煤粒，加大与氧气的接触面积）
⑵
保证良好润滑，减少机械摩擦；
⑶
尽量降低各种热损失；（尾气、缸体等）
⑷
在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施。（热电站、涡轮增压）
课堂检测
1.关于热机效率，下列说法正确的是（
）
A．热机做的有用功越多，效率就越高
B．热机做功越快，效率就越高
C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑
D．热机的功率越大，效率越高
C
课堂检测
2.建筑工地上有一台大型吊车，把
100t
建筑材料从地面吊到
15m
高处，在这过程中，吊车消耗某燃油的质量为1.5
kg，（燃油的热值q为
4×107
J/kg，g取10N/kg）则
（1）吊车做的有用功为
_________J。
（2）完全燃烧
1.5
kg
燃油释放的内能为
_______J
（3）该过程中吊车的效率为_______%
1.5×107
6×107
25
3.
用天然气灶烧水，燃烧1m3的天然气，能使100kg的水从20℃升高到70℃.（天然气热值3.2×107J/m3
，水的比热容4.2×103J/(kg·℃)）求：
（1）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.
课堂检测
小结
1.热值：燃料完全燃烧时放出的热量与燃料质量之比
2.燃料完全燃烧放热：Q放
=
qm
或
Q放
=
qV
3.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。
4.提高热机效率的方法：
⑴
尽量使燃料充分燃烧
⑵
减少机械摩擦；
⑶
尽量降低各种热损失
⑷
利用废气的能量
q
Q放
m
＝
q
Q放
v
＝
或
热机效率的计算方法