《熱機(jī)的效率》內(nèi)能的利用PPT課件4

1、熱機(jī)的效率 第十四章 內(nèi)能的利用1什么是熱機(jī)？2汽油機(jī)一般有幾個(gè)沖程，分別是什么？3一循環(huán)分別有幾個(gè)沖程,對(duì)應(yīng)做幾次功，飛輪轉(zhuǎn)幾圈？4在熱傳遞過(guò)程中，傳遞能量的多少叫做什么？5什么是機(jī)械效率？科學(xué).技術(shù).社會(huì)從火車到火箭熱機(jī)蒸汽機(jī)內(nèi)燃機(jī)汽輪機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)火箭它們都離不開(kāi)燃料。固體燃料液體燃料氣體燃料燃料可分為三種請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)日常生活中常用到的燃料有哪些？ 常見(jiàn)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)獾龋€用草木等植物的秸桿作燃料。 質(zhì)量相等的不同燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱量是不同的。一、燃料的熱值1、定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比叫做這種燃料的熱值。2、符號(hào):q

2、J/kg J/m34、意義：表示燃料燃燒時(shí)放熱本領(lǐng)的物理量。3、單位：5、熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量燃料的熱值只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量、是否完全燃燒無(wú)關(guān) 質(zhì)量相等的不同燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱量是不同的。 在物理學(xué)中，某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量或體積之比。熱值的符號(hào)：q 單位： J/kg J/m3讀作 焦每千克或焦每立方米，固體和液體燃料氣體燃料燃料的熱值 熱值是反映燃料燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的本領(lǐng)的大小的物理量，同種燃料的熱值與燃料的質(zhì)量或體積無(wú)關(guān)。7、幾種燃料的熱值（焦/千克） 氫1.4 108 汽油4.6 107 酒精3.0107 柴油3.3 10

3、7 煤氣（約）3.9 107 煤油4.6 107 天然氣7.18.8 107 煙煤（約）2.9 107 無(wú)煙煤（約）3.4 107 焦炭3.0 107 木炭3.4 107 干木柴（約）1.2 107 （J/m.3 ） （J/m.3 ） 熱值是燃料的一種特性，其大小只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量（體積）、是否完全燃燒無(wú)關(guān)。1.不同物質(zhì)的熱值一般相同嗎？2有沒(méi)有不同物質(zhì)熱值相同的？3哪種物質(zhì)的熱值最大 ？它是多少？表示的物理意義是什么？熱值的物理意義木炭: 3.4107J/kg物理意義:煤氣: 3.9107J/m3物理意義:1立方米煤氣完全燃燒時(shí)放出的熱量是3.9107J火箭為什么用液態(tài)氫做原料

4、？因?yàn)闅錃獾臒嶂岛艽?千克木炭完全燃燒時(shí)放出的熱量是3.4107JQ：燃料完全燃燒釋放的熱量：燃料的熱值：燃料的質(zhì)量、V：燃料的體積 計(jì)算熱量公式： Q放=mq （液體和固體） Q放=Vq (氣體)12例題：某個(gè)家庭預(yù)計(jì)每月使用天然氣4m3，這些天然氣完全燃燒放出多少熱量，相當(dāng)于多少kg柴薪完全燃燒放出的熱量（q氣為7.5107J/m3， q柴為107J/kg）解：Q放=Vq氣=4m3 7.5107J/m3 =3108J； m=Q放/q柴=3108J/107J/kg=30kg。答：天然氣完全燃燒放出熱量是3108J, 相當(dāng)于30 kg柴薪完全燃燒放出的熱量。 這些能量是否都轉(zhuǎn)化成人們需要的了

5、例題、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攝氏度？解：m1= 140g=0.14kg q= 3.0107J/kg = 30% m2=30kg t0=20 Q放=m1q= o.14kg 3.0107J/kg =0.42107J Q放Q吸=cm (t-t0) 30%0.42107J=4200J/(kg0C)30kg(t-20) t=30 答：水溫度升高到30 。討論交流：現(xiàn)實(shí)生活中熱機(jī)工作時(shí)，能不能將燃料所蘊(yùn)藏的化學(xué)能全部用來(lái)對(duì)外做有用功呢？ 不能：1、燃料很難完全燃燒：實(shí)際放出熱量 計(jì)算熱量2

6、、有效利用熱量 放出熱量想一想燃料完全燃燒放出的能量機(jī)械能廢氣帶走的能量散熱、克服摩擦損失燃料完全燃燒放出的能量都到哪里去了由于機(jī)械傳動(dòng)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?duì)外做功的部分廢氣排出帶走的能量例：熱機(jī)中燃料釋放能量的主要走向示意圖注：在熱機(jī)的各種損失中，廢氣帶走的能量最多廢氣內(nèi)能散熱損失機(jī)械損失有用機(jī)械能高溫高壓 燃?xì)馊剂贤耆紵懦龅哪芰慷F(xiàn)實(shí)中：1、燃料很難完全燃燒實(shí)際放出熱量 計(jì)算熱量2、有效利用熱量 放出熱量二、熱機(jī)的效率 （ ）1.定義：用來(lái)做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)效率。

7、 熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)。2、公式: 蒸汽機(jī)- 615%汽油機(jī) - 2030%柴油機(jī) - 30-45%能量損失、熱機(jī)效率不高的原因: 1）燃料的不完全燃燒 2)燃燒產(chǎn)生的熱量被機(jī)器散發(fā)（熱量直接散失） 3)克服摩擦做功而消耗的能量 4)廢氣帶走的熱量三.熱機(jī)對(duì)環(huán)境的影響1.熱機(jī)對(duì)大氣的影響（大氣污染）。（1）產(chǎn)生有毒氣體。（2）產(chǎn)生大量二氧化碳，造成溫室效應(yīng)。（3) 產(chǎn)生粉塵。2.熱機(jī)產(chǎn)生噪聲（噪聲污染）。四、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護(hù) 煤、石油、天然氣等燃料的利用，使人們獲得大量?jī)?nèi)能，給人類文明帶來(lái)進(jìn)步。同時(shí)也造成環(huán)境污染，給人們帶來(lái)危害。 造成污染的主要物質(zhì)有：燃料里含有雜質(zhì)，致使燃燒生

8、成的氣體中含有二氧化硫、氮氧化物等，燃燒不完全還會(huì)產(chǎn)生一氧化碳和粉塵。四、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護(hù) 全世界因使用燃料，每年排入大氣中的有害物質(zhì)，包括粉塵、二氧化硫等，達(dá)幾億噸之多！ 大氣污染不但直接有害人體健康，而且還會(huì)影響植物的生長(zhǎng)，甚至影響全球的氣候。大氣中的二氧化碳和氮氧化物經(jīng)化學(xué)變化溶于水后，會(huì)產(chǎn)生酸雨，危害農(nóng)作物、森林和湖泊中的生物。四、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護(hù) 工業(yè)企業(yè)、交通運(yùn)輸工具，家庭爐灶和取暖設(shè)備，它們排放的煙塵是大氣污染的主要來(lái)源。四、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護(hù) 保護(hù)環(huán)境的有效方法：改進(jìn)燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置，采取集中供熱，普及煤氣和天然氣的使用。四、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護(hù) 我們既要有

9、效地利用能源，又要很好地控制和消除污染，創(chuàng)造一個(gè)更加美好的環(huán)境。五、提高熱機(jī)的效率內(nèi)燃機(jī)的能流圖：燃?xì)鈨?nèi)能E廢氣內(nèi)能廢氣內(nèi)能有用機(jī)械能散熱損失機(jī)械損失E1E2E3E41、盡可能使燃料充分燃燒；2.盡量減少各種熱量損失；( 利用廢氣來(lái)供熱；) 3.在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上采用先進(jìn)的技術(shù)；4、保持良好的潤(rùn)滑以減小摩擦。提高熱機(jī)效率的主要途徑：一、燃料的熱值 定義：1kg(m3)某種燃料完全燃燒放出的熱量 單位：焦每千克，符號(hào)：J/kg二、熱量的計(jì)算 Q放=mq Q=Vq (氣體)三、熱機(jī)效率（ ）： 我們把用來(lái)做有用功的那部分能量和燃料完全燃 燒后放出的能量之比叫做熱機(jī)效率。四、提高熱機(jī)的效率的方法1

10、.關(guān)于燃料的熱值正確的是（ ）A燃料的熱值與燃料的燃燒程度有關(guān) B燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)C燃料的熱值與燃料的多少有關(guān) D燃料的熱值與上面三個(gè)因素都有關(guān)解析：選B。熱值是燃料的一種特性，它的大小只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的燃燒程度、質(zhì)量沒(méi)有關(guān)系。B2.下面說(shuō)法不正確的是（ ）A燃料燃燒時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B人類使用的能量絕大部分是從燃料的燃燒中獲得的Cl kg的某種燃料燃燒時(shí)放出的熱量叫做這種燃料的熱值D提高燃料的利用率是節(jié)約能源的重要措施解析：選C。lkg的某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量叫做這種燃料的熱值，必須加上“完全”兩個(gè)字，故C錯(cuò)。C3.下列提高熱機(jī)效率的方法中，不可行的是（ ）A減

11、少各種熱損失 B加潤(rùn)滑油減少機(jī)器各部件之間的摩擦C充分利用廢氣的能量，如建熱電站 D采取少消耗總能量的辦法解析：選D。提高熱機(jī)效率的方法是減少各種能量損失，充分利用燃料放出的能量，減小摩擦，盡量少做額外功等。D5、柴油機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的熱機(jī)，已知某型號(hào)柴油機(jī)的效率是30%，在柴油機(jī)內(nèi)完全燃燒2千克柴油能放熱 J，這些熱通過(guò)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)化能對(duì)外 做 有 用 功 J。（柴油的熱值為3.3107J/kg）6.61071.981074、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（）A、較小的質(zhì)量B、較小的密度C、較大的比熱容D、較大的熱值D6、把5kg40的水燒開(kāi)，需要完全燃燒多少kg

12、的干木柴？（q 干木柴1.2107J/kg，外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收）解：Q吸=cm（t-t0）4200J/(kg0C)5kg600C =1.26 106J；Q放Q吸m1=Q放/q= 1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg當(dāng)堂檢測(cè)反饋1、四口之家分別單獨(dú)使用不同種類的燃料時(shí)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A2、杯中的某種液體燃料，倒掉一半后，對(duì)剩下的半杯液體描述不正確的是（ ） A熱值減半 B密度不變 C質(zhì)量減半 D

13、比熱容不變 A343、小明家新安裝了一臺(tái)容積為0.5m3的太陽(yáng)能熱水器，加滿水后，經(jīng)過(guò)4h陽(yáng)光的照射，水溫由原來(lái)的20升高到了40。問(wèn)：在這4h內(nèi)水吸收了多少熱量？若這些熱量由效率為20的火爐燃燒焦炭來(lái)提供，則需要燃燒多少千克焦炭？焦炭的熱值q3.0107J/kg 354、小林特別喜歡吃“糖炒栗子”他看到人們?cè)诔蠢踝拥臅r(shí)候，往鍋里加了一些“砂子”來(lái)炒，填塞了栗子間的空隙，過(guò)一會(huì)兒，炒熟的栗子又香又甜，他知道這是通過(guò)（ ）的方式來(lái)改變栗子內(nèi)能的，同時(shí)，燃燒焦炭是把焦炭的（ ）能轉(zhuǎn)化（ ）能，但是他不知道放“砂子”的用處，你能猜出用砂子炒栗子的好處嗎？寫出一個(gè)好處即可：（ ）。365、小明家住市中

14、心，奶奶嫌城市夏天太熱而不住他家，這激發(fā)了他探究城鄉(xiāng)溫差的原因。某星期天，他請(qǐng)全班同學(xué)分別到選定的地點(diǎn)，于中午同一時(shí)刻測(cè)出各測(cè)試點(diǎn)的氣溫，以此繪制出圖所示的“區(qū)域溫度”坐標(biāo)圖。 （1）圖6中氣溫最低的區(qū)域是（ ）； 簡(jiǎn)析該區(qū)域氣溫低的主要原因： ( )。（2）請(qǐng)?zhí)岢鲆环N降低市中心環(huán)境氣溫的辦法:( )。熱島效應(yīng)1 少壯不努力，老大徒悲傷。 漢樂(lè)府古辭長(zhǎng)歌行2 業(yè)精于勤，荒于嬉。 韓 愈進(jìn)學(xué)解3 一寸光陰一寸金，寸金難買寸光陰。增廣賢文4 天行健，君子以自強(qiáng)不息。周易乾象5 志不強(qiáng)者智不達(dá)。墨子修身6 青，取之于藍(lán)而青于藍(lán);冰，水為之而寒于水。 荀子勸學(xué)7 志當(dāng)存高遠(yuǎn)。 諸葛亮誡外生書8 丈夫志

15、四海，萬(wàn)里猶比鄰。 曹 植贈(zèng)白馬王彪9 有志者事竟成。 后漢書耿 列傳11 會(huì)當(dāng)凌絕頂，一覽眾山小。 杜 甫望岳12 歲寒，然后知松柏之后凋也。論語(yǔ)子罕13 天將降大任于是人也，必先苦其心志，勞其筋骨，餓其體膚，空乏其身，行拂亂其所為。孟子告子下14 鍥而舍之，朽木不折;鍥而不舍，金石可鏤。荀子勸學(xué)15 石可破也，而不可奪堅(jiān);丹可磨也，而不可奪赤。呂氏春秋誠(chéng)廉16 精誠(chéng)所至，金石為開(kāi)。后漢書光武十王列傳17 憂勞可以興國(guó)，逸豫可以亡身。新五代史伶官傳序19 路曼曼其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。 屈 原離騷20 位卑未敢忘憂國(guó)，事定猶須待蓋棺。 陸 游病起1 人生的旅途，前途很遠(yuǎn)，也很暗。然而不要怕，不怕的人的面前才有路。 魯 迅2 人生像攀登一座山，而找尋出路，卻是一種學(xué)習(xí)的過(guò)程，我們應(yīng)當(dāng)在這過(guò)程中，學(xué)習(xí)穩(wěn)定、冷靜，學(xué)習(xí)如何從慌亂中找到生機(jī)。 席慕蓉3 做人也要像蠟燭一樣，在有限的一生中有一分熱發(fā)一分光，給人以光明，給人以溫暖。 蕭楚女4 所謂天才，只不過(guò)是把別人喝咖啡的功夫都用在工作上了。 魯 迅5 人類的希望像是一顆永恒的星，烏云掩不住它的光芒。特別是在今天，和平不是一個(gè)理想，一個(gè)夢(mèng)，它是萬(wàn)人的愿望。 巴 金6 我