第十四章 内能的利用 第2节 热机的效率 - 副本—2020年秋人教版九年级全一册物理复习课件(共32张PPT)

(共32张PPT)
第十四章　内能的利用
第2节　热机的效率
学习目标
1.
从生活中体会不同燃料释放热的本领不同，建立热值的概念。
2.
能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机效率。
3.
能简单计算燃料燃烧释放出的热量和热机的效率。
重点难点
1.
热值的计算。
2.
热机效率的计算。
知识点一：燃料的热值
1.
定义：把某种燃料________燃烧放出的热量与其质量或体积的比，叫做这种燃料的热值。
2.
固体燃料的热值单位：________，符号：________
(气体燃料用J/m3)，酒精的热值是3.0×107J/kg，其物理意义是：__________________________________________________。
J/kg
课堂导学
完全
焦/千克
1
千克的酒精完全燃烧所放出的热量是
3.0×107
J
3.
燃料燃烧时释放热量的公式：
Q放＝________(固体和液体)；
Q放＝________(气体)。
4.
热值是燃料的一种________，只与燃料的______有关，与燃料的其他因素无关。
特性
mq
Vq
种类
下列关于热值的说法，正确的是(　　)
A．5
kg煤的热值大于3
kg煤的热值
B．燃料的热值越大，燃烧放出的热量越多
C．燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关
D．燃料燃烧不完全时热值变小
C
例1
A.燃料的热值仅与燃料的种类有关，与燃料的质量无关。
B．燃料的热值越大，只有在相同质量并且完全燃烧的情况下，放出的热量才越多，质量少、燃烧不完全放出的热量就少。
C．热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与其他因素无关。
D．热值只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关。
方法指导
1.定义：用来做________的那部分能量，与燃料_________放出的能量之比，叫做热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。
2.
热机效率的计算公式：η＝_________；
3.
提高热机效率的途径：一是让燃料尽可能地________；二是要减少热量的______；三是设法利用________的能量。
知识点二：热机的效率
有用功
完全燃烧
完全燃烧
损失
散失
注意：热效率的计算公式没有固定的形式，表达η
，要根据具体问题分析后再选择合适的公式计算。
关于热机效率的说法正确的是(　　)
A．热机的功率大，热机效率一定高
B．用热值大的燃料，就能提高热机效率
C．热机做的有用功越多，热机效率越高
D．减少各种热损失，可以提高热机效率
例2
D
A.热机的功率越大表示热机做功越快，与效率无关。
B．用热值大的燃料，燃烧相同燃料可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定得到提高。
方法指导
C．热机做的有用功占燃料完全燃烧放出热量的比例越大，热机的效率越高，热机效率与热机做的有用功多少无关。
D．减少热量的损失可以提高热机的效率。使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率。
1.
燃料燃烧放出热量的公式：
，变形式：
=________，
=________。
2.
热机效率的计算公式：
变形式：W有用
=______，
=______。
知识点三：
热机效率的有关计算
获得热量的几种方式及其热效率的
计算方法：
(1)煤炉：化学能→内能，
(2)电热器：电能→内能，
知识拓展与延伸
(3)太阳能热水器：太阳能→内能，
(4)热机：化学能→机械能，
(2019·四川)为了减少环境污染，共建绿水青山的美好生态，我市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭，设天然气热值为
，完全燃烧0.2
kg天然气放出的热量为________J；若这些热量的25%被12.5
kg、30
℃的水吸收，能使水的温度升高到________℃。
例3
70
完全燃烧0.2
kg天然气放出的热量：
方法指导
1.
如图所示为内燃机的能流图，
则内燃机的效率可表示为(　　)
A．
B．
C．
D．
课堂达标
D
2．(2017·湖北)随州某学校物理小组
设计实验，探究“酒精、煤油、汽油”
的热值(如图)。甲、乙、丙装置完全相同，水的质量和初温及待测燃料的质量也相同。通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温(均未达到沸点)t甲＜t乙＝t丙，可以粗略知道它们的热值q大小关系为：(　　)。
(填选项编号)
A．q甲＞q乙＞q丙
B．q甲＞q乙＝q丙
C．q甲＜q乙＝q丙
C
3．(2019·海南)2019年6月5日，我国
首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空。火箭发射时要选用热值________(选填“大”或“小”)的固体燃料，燃料的质量减少，热值________。(选填“变小”或“不变”)
大
不变
4．(2019·四川)我国在南海海底开
采出的天然气水合物，俗称“可燃冰”，
1m3可释放出约0.8m3的水和164m3的天然气。居民使用天然气烧水是利用________(选填“热传递”或“做功”)的方式改变水的内能。天然气热值为
，完全燃烧50
m3的天然气释放的热量为________
J。
热传递
5．(2019·山东)汽车在平直公路上
匀速行驶9.2
km，消耗燃油1
kg，已知汽车的牵引力是2000
N，则汽车发动机的效率是________。(燃油热值取4.6×107J/kg)
6.
(2019·广西)太阳能热水器吸收1.4×107
J的能量能把质量为20
kg的水从25
℃加热到75
℃，则水吸收的热量为________
J，热水器的热效率为________。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)
40%
30%
7．(2019·广东)(1)完全燃烧1.4g
酒精释放的热量是完全燃烧0.7
g酒精
释放热量的___倍。0.7
g酒精完全燃烧释放的热量是2.1×104
J。这些热量全部被100
g的液体A吸收，液体的温度升高了50
℃；完全燃烧1.4
g酒精释放的热量全部被200g的液体A吸收，液体的温度升高了△t＝______℃(不考虑散热)。
2
50
(2)现用图示装置加热200
g的液体A，
燃烧了1.4
g酒精，液体升高的温度
小于△t，有哪些原因会导致这个结果？____________________________________________________________________________
___________________。
酒精没有完全燃烧、酒精燃烧放出的热量
没有全部被液体吸收、液体A边吸收热量边
蒸发带走了热量等
8．木柴、焦炭、木炭等都是常用的
燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧
得到了下表的数据。
燃料的质量/g
100
200
300
400
燃料完全燃烧放出的热量
Q
木柴/J
1.3×105
2.6×106
3.9×106
5.2×106
Q
焦炭/J
3.0×106
6.0×106
9.0×106
12.0×106
Q
木炭/J
3.4×106
6.8×106
10.2×106
13.6×106
(1)从表中的数据可以得到，相同质量
的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量
是________的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越_____。
(2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料____________________和______的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为_______，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。
(3)完全燃烧0.01
m3的天然气放出的热量是________
J，
不同
完全燃烧放出的热量
多
质量
热值
如果这些热量完全用于加热水，可使_____kg的水温度升高10
℃；实际加热
这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了_____________(答一个即可)。q天然气＝4.2×107
J/m3，c水＝4.2×103
J/(kg·℃)
(4)在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入________来描述，我们总是希望它的值越_____越好。
10
空气(或燃气灶)
效率
大
9.
(2019·辽宁)某工厂采用热效率高的卧式燃煤锅炉烧水，将4000
kg水从25
℃加热到75
℃，该锅炉烧水的效率为70%，所用烟煤的热值约为3×107
J/kg，水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃)，试求：
(1)这些水吸收的热量是多少？
(2)烧这些水锅炉需要消耗烟煤的质量是多少？(假设烟煤完全燃烧)
课堂提升
课堂小结