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文檔簡介
1、熱機的效率熱機的效率 第十四章第十四章 第第2節(jié)節(jié) 柴薪柴薪 煤炭煤炭 石油石油 天然氣天然氣 從哪里獲得內(nèi)能?從哪里獲得內(nèi)能? 不同燃料的放熱本領相同嗎?怎么比較它們誰不同燃料的放熱本領相同嗎?怎么比較它們誰 的放熱本領強呢?的放熱本領強呢? 經(jīng)驗告訴我們,等質(zhì)量的煤和干木柴,充分燃經(jīng)驗告訴我們,等質(zhì)量的煤和干木柴,充分燃 燒,煤放出的熱量要比柴多得多。我們用熱值這個燒,煤放出的熱量要比柴多得多。我們用熱值這個 概念來表示燃料放出熱量的本領。概念來表示燃料放出熱量的本領。 一、燃料的熱值一、燃料的熱值 想想議議想想議議 2、燃料的熱值:q 強調(diào):強調(diào): 它是燃料本身的一種它是燃料本身的一種特
2、性特性,只與燃料的,只與燃料的 種類種類有關,與燃料的有關,與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積形態(tài)、質(zhì)量、體積 等均無關。等均無關。 熱值數(shù)值熱值數(shù)值上等于上等于1kg1kg燃料燃料完全燃燒完全燃燒放出的放出的熱量熱量。 閱讀閱讀熱機的效率熱機的效率”的內(nèi)容,解決以下問題:的內(nèi)容,解決以下問題: 1、燃料很難、燃料很難_,所以燃料放出的熱量往,所以燃料放出的熱量往 往比按熱值計算出的熱量往比按熱值計算出的熱量_;而且燃料燃燒放出的;而且燃料燃燒放出的 熱量又會熱量又會_,所以有效利用的熱量又比放,所以有效利用的熱量又比放 出的熱量出的熱量_。 根據(jù)上述物理道理,說說如何提高爐子的燃料利用率?根據(jù)上述物理
3、道理,說說如何提高爐子的燃料利用率? 自學指導自學指導 完全燃燒完全燃燒 小小 小小 散失一部分散失一部分 如何提高爐子燃料利用率,節(jié)約能源(以如何提高爐子燃料利用率,節(jié)約能源(以 鍋爐為例):鍋爐為例): 使燃料盡可能使燃料盡可能充分燃燒充分燃燒(如把煤磨成煤粉,(如把煤磨成煤粉, 加大送風量等)加大送風量等) 減小熱量的散失減小熱量的散失(如用隔熱材料做爐體,加(如用隔熱材料做爐體,加 大受熱面積等)大受熱面積等) 請說出你熟悉的燃料的熱值,并說明其物理意義。請說出你熟悉的燃料的熱值,并說明其物理意義。 2了解燃料的熱值表了解燃料的熱值表 為什么發(fā)射火箭上天要用氫做燃料?為什么發(fā)射火箭上天
4、要用氫做燃料? 3有關燃料燃燒放熱的計算有關燃料燃燒放熱的計算 想一想想一想 根據(jù)熱值表,計算一下根據(jù)熱值表,計算一下10噸噸氫氫完全燃燒放出完全燃燒放出 多少焦耳的熱量?多少焦耳的熱量? 再算算,若用再算算,若用干木柴干木柴完全燃燒來獲得這些熱完全燃燒來獲得這些熱 量,需要多少噸干木柴?量,需要多少噸干木柴? 氫的熱值是氫的熱值是1.4108 J/kg 干木柴的熱值干木柴的熱值1.2107 J/kg 放出熱量放出熱量Q = 熱值熱值質(zhì)量質(zhì)量 =1.4108 J/kg 10103 kg =1.41012 J 需要干木柴需要干木柴kg 101.2 J/kg 101.2 J 101.4 5 7 1
5、2 熱值熱值 熱量熱量 m 約約120噸噸干木柴完全燃燒放出的熱量等于干木柴完全燃燒放出的熱量等于10噸噸 氫完全燃燒放出的熱量。氫完全燃燒放出的熱量。 1用來做有用功的那部分能量,與燃料完全用來做有用功的那部分能量,與燃料完全 燃燒放出的能量之比,叫做燃燒放出的能量之比,叫做熱機的效率熱機的效率。 在內(nèi)燃機中燃料是否能夠完全燃燒?燃料燃燒在內(nèi)燃機中燃料是否能夠完全燃燒?燃料燃燒 釋放的能量都到哪里去了?釋放的能量都到哪里去了? 無用的無用的 機械機械 能能 有用機械能有用機械能 二、熱機的效率二、熱機的效率 想一想想一想 燃氣燃氣 內(nèi)能內(nèi)能 損失的內(nèi)能損失的內(nèi)能 二、熱機的效率 1、熱機的效
6、率: =W有用/Q總 x 100% 其中W有用指用來做有用功的能量, Q總 指燃料完 全燃燒釋放的能量 2、提高熱機效率的途徑: (1)燃料盡可能充分燃燒。 (2)盡量減少各類能量損失。 (3)在熱機的設計和制造上,采用先進技術。 (4)使用時,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功。 蒸汽機的效率只有蒸汽機的效率只有6%15% 汽油機的效率為汽油機的效率為 20%30% 柴油機的效率為柴油機的效率為30%45% (1)熱機的效率是熱機性能的重要指標熱機的效率是熱機性能的重要指標 2提高熱機效率,節(jié)約能源,減少污染提高熱機效率,節(jié)約能源,減少污染 (2)提高效率的途徑)提
7、高效率的途徑 提高燃料利用率,使燃料充分燃燒;提高燃料利用率,使燃料充分燃燒; 改進熱機,減少各種能量損失;改進熱機,減少各種能量損失; 利用廢氣的能量。利用廢氣的能量。 C 1對于燃料的熱值,下列說法中,屬于正確對于燃料的熱值,下列說法中,屬于正確 理解的是理解的是 ( ) A燃料的熱值跟燃料燃燒時放出的熱量成正燃料的熱值跟燃料燃燒時放出的熱量成正 比比 B燃料沒燃燒時就沒有熱值燃料沒燃燒時就沒有熱值 C就某種確定的燃料而言,它的熱值是一個就某種確定的燃料而言,它的熱值是一個 確定的值,確定的值, 跟燃料的質(zhì)量及燃料燃燒放出的熱量跟燃料的質(zhì)量及燃料燃燒放出的熱量 無關無關 D容易燃燒的燃料熱
8、值一定大容易燃燒的燃料熱值一定大 練一練練一練 2已知干木柴的熱值是已知干木柴的熱值是1.2107 J/kg,完全燃,完全燃 燒燒0.7 kg干木柴能放出多少熱量?假設這些熱量全干木柴能放出多少熱量?假設這些熱量全 部被水吸收,能使多少千克水的溫度由部被水吸收,能使多少千克水的溫度由20 升高到升高到 70 ?已知水的比熱容為?已知水的比熱容為4.2 103 J/(kg )。 練一練練一練 Q = 1.2107 J/kg0.7 kg = 8.4106 J m = Q c(t -t0) 8.4106 J 4.2103 J/(kg)(70 -20 ) = = 40 kg 3. 關于熱機效率,下列說
9、法正確的是:關于熱機效率,下列說法正確的是: ( ) A熱機效率越高,即熱機做的有用功多熱機效率越高,即熱機做的有用功多 B熱機效率越高,即熱機的功率越大熱機效率越高,即熱機的功率越大 C要提高熱機效率,就要盡量減少各種能量要提高熱機效率,就要盡量減少各種能量 損失,并且要保證良好的澗滑損失,并且要保證良好的澗滑 D提高熱機效率,有利于環(huán)保減排提高熱機效率,有利于環(huán)保減排 C D 練一練練一練 4一臺內(nèi)燃機運行時各種能量損耗大致為:一臺內(nèi)燃機運行時各種能量損耗大致為: 汽缸散熱損失占汽缸散熱損失占25,廢氣帶走的能量占,廢氣帶走的能量占30, 摩擦等機械損耗占摩擦等機械損耗占10,則內(nèi)燃機的熱
10、機效率為,則內(nèi)燃機的熱機效率為 _。 35% 練一練練一練 一輛小汽車,以一輛小汽車,以72Km/h72Km/h的速度在水平路面上勻速行駛的速度在水平路面上勻速行駛 時,發(fā)動機的實際功率為時,發(fā)動機的實際功率為20kw20kw,若小汽車行駛的距離,若小汽車行駛的距離 為為100km100km,汽油的熱值,汽油的熱值q=4.6 q=4.6 107J/kg107J/kg,小汽車發(fā)動,小汽車發(fā)動 機的效率為機的效率為25%25%,求小汽車在這段路程中:,求小汽車在這段路程中: (1 1)運動的時間。)運動的時間。 (2 2)發(fā)動機所做的功。)發(fā)動機所做的功。 (3 3)消耗汽油的質(zhì)量。)消耗汽油的質(zhì)量。 解:(解:(1)V=72Km/h Km/h =20m/S=20m/S t= t=s/vs/v=100=10010103 3m/m/20m/S 20m/S =5 =510103 3s s (3)Q=mq,又因為Q=W/, 所以所以m=Q/qm=Q/q = =w/qw/q=10=108 8J/ 4.6 J/ 4.6 10107 7J/
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