14.2 热机的效率（课件）(共30张PPT)

第二节热机的效率
第十四章 内能的利用
2020年秋人教版九年级全册物理
1.你知道的燃料有哪些？
2.我们要烧开同一壶水，现有三种燃料：干草、木柴、煤炭，用哪种燃料用量最少？
观察与思考
燃料燃烧
1
导入新课
学习目标
1.了解热机里的能量转化，认识热机效率；
2.领会热机效率较低的现实，探讨提高热机效率的途径；
3.了解热机在人类发展史上的重要意义；
4.认识热机的使用给环境带来的危害，增强环保意识
学习目标
生活中我们可以使用哪些燃料？该如何分类？
固体燃料
液体燃料
气体燃料
木炭、煤等
汽油、酒精等
煤气、天然气等
一、燃料的热值
课堂活动
1.燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。
2.常见的燃料有煤、石油(加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等)、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。
3.燃料可分为三种：固体燃料、气体燃料、液体燃料。
1
归纳小结
（1）1kg的干木柴和10kg的干木柴在同样燃烧时，放出的热量是否相同？
（2）相同条件下，1kg干木柴和1kg煤，哪一种燃料能烧开更多的水？
（3）1kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？
1
分析讨论
1kg的某种燃料完全燃烧所释放的热量。
定义
定义式
燃料完全燃烧所释放的热量(J)
燃料质量(kg)
燃料热值(J/kg)
固体燃料Q=mq；气体燃料Q=Vq
常用式
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。
物理意义
1
观察思考
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
1
观察思考
1、不同物质的热值一般相同吗？
2、有没有不同物质的热值相同的？
3、哪种物质的热值最大 ？它是多少？表示的物理意义是什么？
1
分析讨论
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。
1
归纳小结
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）
解：放出热量Q = qm
=1.4×108 J/kg× 10×103 kg
=1.4×1012 J
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）
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。
解：需要干木柴
1.用煤烧水时，煤能完全燃烧吗？
2.煤燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？
1
分析讨论
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？
无用的机械能
有用机械能
燃气内能
损失的内能
二、热机的效率
1
课堂活动
用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。
定义
定义式
做有用功的能量
燃料完全燃烧放出的能量
热机效率
热机的效率是热机性能的重要指标。
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归纳总结
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%
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知识拓展
如何提高热机效率，节约能源，减少污染？
①提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；
②改进热机，减少各种能量损失，提高效率；
③利用废气的能量，提高燃料的利用率。
1
分析讨论
1
课堂小结
1.天然气水合物又称“可燃冰”，其资源密度高，全球分布广泛，具有极高的资源价值。完全燃烧相同质量的“可燃冰”和煤气，“可燃冰”放出的热量达到煤气的十倍，这表示“可燃冰”的（　　）
A．比热容大 B．沸点高
C．热值大 D．密度大
C
1
课堂练习
C
2.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.已知汽油的热值为4.6×107J/kg，1kg的汽油燃烧一半后，剩下汽油的热值为（　　）
A．1.15×107J/kg B．2.3×107J/kg
C．4.6×107J/kg　D．9.2×107J/kg
C
4.关于热值和热机效率，下列说法正确的是（　　）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大燃料的热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率
C．使用热值更大的燃料，可以提高热机的效率
D．燃料燃烧释放的热量越多，燃料的热值就越大
Ｂ
5.（2019秋?栖霞期末）古语云：“人要实，火要虚”。此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；固体可燃物要架空一些，才能燃烧得更旺。“火要虚”的目的是（　　）
A．增大固体可燃物与空气的接触面积
B．降低固体可燃物的着火点
C．提高空气中氧气的含量
D．增大固体可燃物的热值
Ａ
6.甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量关系的图象如图所示，下列分析正确的是（　　）
A．甲燃料的热值小于乙燃料的热值
B．使用甲燃料的热机做的有用功一定更多
C．完全燃烧相同质量的两种燃料，甲放出的热量更多
D．使用甲燃料的热机效率一定高，
但是热机效率肯定小于 100%
C
7.甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙的低，这表示：输出相同的有用机械能（　　）
A．甲用的时间少 B．乙用的时间少
C．甲消耗汽油少 D．乙消耗汽油少
Ｄ
8．一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%
9.西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第四十四颗北斗导航卫星成功送上太空。下列说法中正确的是（　　）
A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大
B．火箭升空过程中，燃料燃烧将机械能转化为化学能
C．北斗导航卫星加速升空过程中，其动能和重力势能均增大D．北斗导航卫星加速升空过程中，其惯性增大
C
10.（2019?怀化）某种国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6L．当汽车行驶500s，则汽车消耗的汽油是　 　 　L．假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495N．则汽油机的效率是　 　 　%（已知汽油的热值是3.3×107J/L）。
0.6
25
11．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
　　m =
Q
c(t -t0)
8.4×106 J
4.2×103 J/(kg·℃)×(70 ℃-20 ℃)
　　 =
　　 = 40 kg
谢谢聆听