第二節(jié) 熱機(jī)的效率.ppt

1、第十四章內(nèi)能的利用第十四章內(nèi)能的利用 第二節(jié) 熱機(jī)效率 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 1、從生活中體會不同燃料燃燒釋、從生活中體會不同燃料燃燒釋 放熱能的本領(lǐng)不同，建立燃料的熱放熱能的本領(lǐng)不同，建立燃料的熱 值概念。值概念。 2 2、會查燃料熱值表。能根據(jù)燃料、會查燃料熱值表。能根據(jù)燃料 的熱值計(jì)算一定質(zhì)量的燃料完全燃的熱值計(jì)算一定質(zhì)量的燃料完全燃 燒所釋放的熱量。燒所釋放的熱量。 3 3、能舉例說明燃料燃燒產(chǎn)生的排、能舉例說明燃料燃燒產(chǎn)生的排 放物對環(huán)境的影響，具有保護(hù)環(huán)境放物對環(huán)境的影響，具有保護(hù)環(huán)境 的意識。的意識。 內(nèi)燃機(jī)的定義與分類。 內(nèi)燃機(jī)的四個沖程以及各個沖程的能 量是如何轉(zhuǎn)化的。 在四

2、個沖程中你認(rèn)為有哪些熱量損失？ 它們都離不開燃料。它們都離不開燃料。 現(xiàn)代社會，人類所用的能量很大一部分是現(xiàn)代社會，人類所用的能量很大一部分是 從燃料燃燒中獲得的從燃料燃燒中獲得的 。 固體燃料 液體燃料 氣體燃料 燃料 可分 為三 種 請你說說請你說說 日常生活中常用到的燃料有哪些？日常生活中常用到的燃料有哪些？ 常見的燃料有煤、石油（加工煉制成汽油、常見的燃料有煤、石油（加工煉制成汽油、 煤油、柴油和液化氣等）、天燃?xì)獾?，農(nóng)村還煤油、柴油和液化氣等）、天燃?xì)獾?，農(nóng)村還 用草木等植物的秸桿作燃料。用草木等植物的秸桿作燃料。 燃料燃燒的過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的過程。 想一想：燒開一壺水，選用干

3、木材還想一想：燒開一壺水，選用干木材還 是煤，談?wù)勀愕睦碛?。是煤，談?wù)勀愕睦碛伞?你有辦法驗(yàn)證你的理由嗎？你有辦法驗(yàn)證你的理由嗎？ 思考思考: 相同質(zhì)量的不同燃料完全燃燒時,所放 出的熱量相同嗎?舉例說明. 探究探究: 10 10 10 37 23 27 13 表明表明: 質(zhì)量相同的不同燃料完全燃燒所放質(zhì)量相同的不同燃料完全燃燒所放 出的熱量是出的熱量是_的的. 不相等不相等 為了比較燃料的特性為了比較燃料的特性,引入了引入了“熱值熱值”這一物理這一物理 量量 一、燃料的熱值： 符號：_ 單位： 。 氣體燃料的熱值單位：_。 熱值的物理意義是： 表示燃料完全燃燒放出熱量的能力強(qiáng)弱（即表示表示燃

4、料完全燃燒放出熱量的能力強(qiáng)弱（即表示 1Kg某種的某種的燃料完全燃燒時放出的熱量是燃料完全燃燒時放出的熱量是多少）。多少）。 焦每千克焦每千克 （ J/kg） (J/m3) 某種燃料某種燃料完全燃燒完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫 做這種燃料的熱值。做這種燃料的熱值。 q 無煙煤的熱值為3.4107J/kg，表示1kg的煤在完全燃燒時所 放出的熱量為3.4107J。 液化氣的熱值為液化氣的熱值為4.9107J/m3，表示表示1m3的液化氣的液化氣 在完全燃燒時所放出的熱量為在完全燃燒時所放出的熱量為4.9107J。 熱值熱值反映了所有能燃燒的物質(zhì)的一種性質(zhì)反映了所有

5、能燃燒的物質(zhì)的一種性質(zhì)， 它它是燃料本身的一種特性，它只與燃料的是燃料本身的一種特性，它只與燃料的 種類種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、 是否完全燃燒均沒有關(guān)系。是否完全燃燒均沒有關(guān)系。 練一練：練一練： 1 1、1 1千克干木柴的熱值與千克干木柴的熱值與3030克的干木柴熱值誰大？克的干木柴熱值誰大？ 2 2、將一瓶酒倒去一半，剩余酒精的（、將一瓶酒倒去一半，剩余酒精的（ ） A.A.密度不變，比熱容和熱值減半密度不變，比熱容和熱值減半 B.B.質(zhì)量、比熱容、熱值都為原來的一半質(zhì)量、比熱容、熱值都為原來的一半 C.C.比熱容不變，熱值和密度減半比熱容不變，

6、熱值和密度減半 D.D.比熱容、密度、熱值都不變，質(zhì)量為原來的一半比熱容、密度、熱值都不變，質(zhì)量為原來的一半 D 干木柴的熱值是干木柴的熱值是1.2l07焦每千克焦每千克 物理意義是物理意義是： 完全燃燒完全燃燒2kg干木柴放出的熱量是干木柴放出的熱量是 J 1千克干木柴完全燃燒時放出的熱量是千克干木柴完全燃燒時放出的熱量是1.2107J 2.4107 二二.燃料完全燃燒放出熱量的計(jì)算燃料完全燃燒放出熱量的計(jì)算 Q放 放:放出的熱量（ 放出的熱量（J） q: 燃料的熱值燃料的熱值(J/kg或或 J/m3) m: 燃料的質(zhì)量燃料的質(zhì)量(kg) V: 燃料的體積燃料的體積(m3) Q放 放=mq

7、(即質(zhì)量乘以熱值 即質(zhì)量乘以熱值) 氣體燃料：氣體燃料： Q放放=Vq 公式： 討論交流討論交流：熱機(jī)工作時，能不能將燃料所蘊(yùn) 藏的化學(xué)能全部用來對外做有用功呢？ 由于機(jī)械傳動等， 克服摩擦所消耗 的能量 燃料很難全部燃燒， 燃料的化學(xué)能不能全 部釋放 機(jī)械傳熱 損失一部 分能量 熱機(jī)真正 轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν?做功的部分 廢氣排出帶走的能量 由圖可知，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν庾鲇杏霉Φ哪芰恐?燃料燃燒時所釋放能量的一部分。 熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰坑杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒釋放的完全燃燒釋放的 能量能量的比值稱為熱機(jī)效率，即： = W有 Q放 100% 熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要 指標(biāo)

8、指標(biāo) 蒸汽機(jī)蒸汽機(jī):615 汽油機(jī)：汽油機(jī)：2030 柴油機(jī)：柴油機(jī)：3040 飛機(jī)上的噴氣式發(fā)動機(jī)：飛機(jī)上的噴氣式發(fā)動機(jī)：5060 熱機(jī)的效率能達(dá)到100%嗎？為什么？ 不能達(dá)到不能達(dá)到100%，因?yàn)闊釞C(jī)中可用于做有，因?yàn)闊釞C(jī)中可用于做有 用功的能量只是燃料完全燃燒所放出的能量的用功的能量只是燃料完全燃燒所放出的能量的 一部分，因?yàn)楦鞣N熱量損失以燃料條件的限制，一部分，因?yàn)楦鞣N熱量損失以燃料條件的限制， 這部分能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于總能量，所以其與燃料完這部分能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于總能量，所以其與燃料完 全燃燒所放出的總能量的比值必然小于全燃燒所放出的總能量的比值必然小于1，即，即 熱機(jī)效率小于熱機(jī)效率小于10

9、0%。 怎樣提高熱機(jī)的效率？ 盡量減少各種熱量損失；盡量減少各種熱量損失； 在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上采用先進(jìn)的技術(shù)；在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上采用先進(jìn)的技術(shù)； 注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，減少因克服摩注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，減少因克服摩 擦阻力而額外消耗的能量。擦阻力而額外消耗的能量。 使燃料充分燃燒使燃料充分燃燒; 環(huán)境保護(hù) 熱機(jī)為人類的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，但也帶來了許多環(huán)境污染問題： 1.1.對人體健康的直接危害對人體健康的直接危害, ,硫酸霧和硫酸鹽霧的毒硫酸霧和硫酸鹽霧的毒 性比二氧化硫大得多性比二氧化硫大得多, ,可以侵入肺的深部組織可以侵入肺的深部組織, ,引引 起肺水腫等疾病而使人致死起肺

10、水腫等疾病而使人致死. . 2.2.引起河流、湖泊的水體酸化引起河流、湖泊的水體酸化, ,嚴(yán)重影響水生動植嚴(yán)重影響水生動植 物的生長物的生長. . 3.3.破壞土壤、植被、森林破壞土壤、植被、森林. . 4.4.腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料. . 5.5.滲入地下滲入地下, ,使水中鋁、銅、鋅、鎘的含量比中性使水中鋁、銅、鋅、鎘的含量比中性 地下水中高很多倍地下水中高很多倍. . 酸雨的危害酸雨的危害 結(jié)束 討論交流 如何保護(hù)我們的環(huán)境？ 1.改進(jìn)燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置; 2.集中供熱； 3.改用氣體燃料，普及煤氣和天然氣； 4.充分開發(fā)利用

11、污染少和無污染的新能源。 1、四個家庭分別單獨(dú)使用不同種類的燃料時的平均 月消耗分別為：木柴約200千克，煙煤約80千克， 液化石油氣約30千克，煤氣約60千克。這四種燃 料中的熱值最高的是( ） A、液化石油氣B、煤氣 C、煙煤D、木柴 A 2、航天工業(yè)中的火箭是用液態(tài)氫作為燃料的，、航天工業(yè)中的火箭是用液態(tài)氫作為燃料的， 這是因?yàn)橐簯B(tài)氫具有（）這是因?yàn)橐簯B(tài)氫具有（） A、較小的質(zhì)量、較小的質(zhì)量B、較小的密度、較小的密度C、較大的、較大的 比熱容比熱容D、較大的熱值、較大的熱值 D 4、完全燃燒140克焦炭（焦炭的熱值為3.0107J/kg) 能放出多少熱量？若這些熱量的30%被水吸收， 則能使30kg 、20的水溫度升高到多少度？ 6.6107 1.98107 30攝氏度攝氏度 5、轎車已逐步進(jìn)入我國普通百姓家中、轎車已逐步進(jìn)入我國普通百姓家中. 已知某國已知某國 產(chǎn)驕車每行駛產(chǎn)驕車每行駛100km消耗消耗8L汽油汽油(1L10-3m3)， 汽油的密度為汽油的密度為0.71103kg/m3、熱值為、熱值為 4.6l07Jkg則：則： (1)10kg汽油完全燃燒時所產(chǎn)生的熱量是汽油完全燃燒時