第2节 热机的效率初中物理人教版九年级全册第14章内能的利用课件（ppt23张）

第二节 热机的效率
第十四章 内能的利用
观察与思考
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
引入新课
观察与思考
引入新课
　　不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？
　　经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。
想想议议
新课讲授
燃料的热值
一
　　某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值（用字母 q 表示）。
　　国际单位：焦每千克；符号：J/kg。
　　气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
　　热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。（跟燃料种类有关，跟质量及是否完全燃烧无关）
1、定 义：
2、物理意义：
3、单 位：
新课讲授
燃料的热值
一
4．了解燃料的热值：
新课讲授
固体或液体燃料完全燃烧放出的热量的计算公式为Q=mq义，
气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为Q=Vq。
5．公 式：
　　为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
6．有关燃料燃烧放热的计算：
想一想
新课讲授
　　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 = m×q
=1.4×108 J/kg× 10×103 kg
=1.4×1012 J
需要干木柴
　　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。
新课讲授
　　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。
有用机械能
想一想
燃气内能
损失的
内能
无用
的机械能
　　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？
2．公式：
= =
新课讲授
热机的效率
二
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%
新课讲授
（1）热机的效率是热机性能的重要指标
2．提高热机效率，节约能源，减少污染
（2）提高效率的途径
　　 ?提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；
　　 ?改进热机，减少各种能量损失；
　　 ?利用废气的能量。
新课讲授
2．提高热机效率，节约能源，减少污染
提高效率的途径：
　　 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；
　　 改进热机，减少各种能量损失；
　　 利用废气的能量。
　　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。
公式：
= =
新课讲授
热机的效率
二
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
C
随堂练习
2. 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，并且要保证良好的润滑
D.提高热机效率，有利于环保减排
C D
随堂练习
3．一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%
随堂练习
4．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
随堂练习
5. 随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家.一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72 km/h的速度在水平路面上匀速行驶，发动机的输出功率为20 kW，若小 汽车行驶的路程为100km，汽油的热值q=4×107 J/㎏，小汽车发动机的效率为25%.求小汽车在这段路程中: (1)运动的时间;
(2)发动机所做的功;
(3)消耗汽油的质量：
t=s/v=100km 72km/h = 5000s
÷
w = pt=20 103 w 5000s=1 108 J
×
×
×
= 算得： m= 8.7Kg
随堂练习
2. 汽车的排气量指发动机汽缸的工作容积，一般情况下发动
机排气量越大，功率越在。某款汽车使用四缸发动机，每个汽
缸活塞行程均为8cm,活塞面积均为50cm2,燃气对活塞的平均压
强为106Pa,飞轮转速为6000r/min。求：
1、它的总排气量；1.6L
2、一个做功冲程中，燃气对活塞做的功；400J
3、该汽车的平均功率。80kW
效率专题
3.某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的平均阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10-3m3．
若燃油的密度ρ=0.8×103kg/m3，热值q=4×107J/kg，
求：（1）专用车牵引力所做的功；1.68×107J
（2）燃油放出的热量？4.8×107J
（3）该专用车的热机效率是多少？35%
效率专题
4.设计汽车发动机时，既要考虑能量的利用效率，也要考虑发动机的冷却问题．
（1）为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度．5kg水在冷却系统中升高50℃，所吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（kg?℃）] 1.05×106J
（2）柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2×107J的能量，发动机输出的功率是7×104W，则此汽车发动机的效率是多少？35%
效率专题
5.天然气灶烧水，燃烧0.5m3 的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃．，天然气的热值为q=7.0×107J/m3 ）．求：
（1）水吸收的热量Q吸；2.1×107J
（2）0.5m 3 天然气完全燃烧放出的热量Q放；3.5×107J
（3）燃气灶的效率η．60%
效率专题
6.每到夏收季节，高淳农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤（热值为2.4×107J/kg）使50kg、20℃的水温度升高到80℃。求：
（1）水需要吸收的热量。1.26×107J
（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤。1.75㎏
效率专题
谢谢