第十四章 第2节 热机的效率 课件（共27张PPT）人教版九年级物理 全一册

(共27张PPT)
它们都离不开燃料。
燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。
第十四章内能的利用
第二节
热机的效率
学习目标
掌握燃料热值的定义以及物理意义。
理解热机的机械效率。
学会分析热量的散失和如何提高热量的利用率。
燃料的种类
固体燃料
液体燃料
气体燃料
燃料可分为三种
日常生活中常用到的燃料有哪些？
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。
目标导学一：燃料的热值
观察与思考
（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？
　　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。
　　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
　　热值在数值上等于1
kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
（1）定义
（2）物理意义
（3）单位
Q=mq
质量m为的燃料完全燃烧释放的能量是：
Q：燃料完全燃烧释放的热量
ｑ：燃料的热值
ｍ：燃料的质量
燃料的热值
Q=vq
v：气体燃料的体积
观察与思考
木炭:
3.4×107J/kg
物理意义:1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107J
煤气:
3.9×107J/m3
物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3.9×107J
　　请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
观察与思考
　　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
=
热值×质量
=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。
讨论交流：热机工作时，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
　热机真正转变为对外做功的部分
废气排出带走的能量
热机中燃料释放能量的主要走向示意图
目标导学二：热机的效率
由图可见，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。
热机的效率：
1、定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出来的能量之比称为热机效率。
Q有用
Q放
×100%
2、
η=
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%
知识与拓展
提高热机的效率
内燃机的能流图：
燃气内能E
废气内能
废气内能
有用机械能
散热损失
机械损失
E1
E2
E3
E4
1、尽可能使燃料充分燃烧；
2.尽量减少各种热量损失；(
利用废气来供热；)
3.在热机的设计和制造上采用先进的技术；
4、保持良好的润滑以减小摩擦。
提高热机效率的主要途径：
想一想
热机的效率能达到100%吗？为什么？
　　不能达到100%，因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失以燃料条件的限制，这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即热机效率小于100%。
例：将质量为20
kg的水从25
℃加热到75
℃[水的比热容为4.2×103
J/(
kg·℃
),天然气的热值为3.5×107
J/m3]。求:
(
1
)这些水吸收的热量是多少?
(
2
)若这些热量由完全燃烧天然气获得,则需要多少天然气?
热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题：
热机效率
一、燃料的热值
定义：1kg(m3)某种燃料完全燃烧放出的热量
单位：焦每千克，符号：J/kg
二、热量的计算
Q放=mq
Q=Vq
(气体)
三、热机效率（
η
）：
我们把用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃
烧后放出的能量之比叫做热机效率。
四、提高热机的效率的方法
1.下列提高热机效率的方法中，不可行的是（
）
A．减少各种热损失
B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦
C．充分利用废气的能量，如建热电站
D．采取少消耗总能量的办法
检测目标
D
2.关于热机效率,下列说法正确的是(
)
A.蒸汽机的效率通常高于汽油机的效率
B.有些新型燃料汽车实现了零排放,其效率达到100%
C.热机效率不一定小于100%
D.即使在无摩擦的道路,汽车发动机的效率也无法达到100%
D
检测目标
3.木炭的热值为3.4×107
J/kg,它表示1
kg木炭(
)
A.具有3.4×107
J的热量
B.具有3.4×107
J的内能
C.完全燃烧对外做功3.4×107
J
D.完全燃烧放出热量3.4×107
J
D
检测目标
4如图是某内燃机能量流向图,该内燃机的热机效率是(
)
A.25%
B.35%
C.40%
D.75%
B
检测目标
5.对于燃料的热值,下列说法正确的是(
)
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.容易燃烧的燃料的热值一定大
C
检测目标
课堂总结
同学们，本节课你收获了什么？
课后作业
1.再读教材，加深理解
2.
同步检测题