第四章內(nèi)能的利用2熱機(jī)的效率

第十四章內(nèi)能的利用第2節(jié)熱機(jī)的效率①課前回顧內(nèi)燃機(jī)的定義與分類(lèi)。內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程以及各個(gè)沖程的能量是如何轉(zhuǎn)化的。熱量的計(jì)算公式Q=cmΔtQ吸=cm(t-t0)Q放=cm(t0-t)解:Δt=20℃，m=100g=0.1kgQ放=cmΔt=0.46×103J/(kg·℃)×0.1kg×20℃=920J質(zhì)量為100g、初溫為50℃的鐵塊，溫度降低20℃，求鐵塊放出的熱量是多少？C鐵=0.46×103J/(kg·℃)它們都離不開(kāi)燃料。燃料燃燒的過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的過(guò)程。導(dǎo)入新課固體燃料液體燃料氣體燃料燃料可分為三種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?，農(nóng)村還用草木等植物的秸桿作燃料。不同燃料的放熱本領(lǐng)相同嗎？怎么比較它們誰(shuí)的放熱本領(lǐng)強(qiáng)呢？經(jīng)驗(yàn)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(gè)概念來(lái)表示燃料放出熱量的本領(lǐng)。一、燃料的熱值想想議議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。國(guó)際單位：焦每千克；符號(hào)：J/kg。氣體燃料的單位：焦每立方米；符號(hào)：J/m3。1．熱值熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。（1）定義（2）物理意義（3）單位幾種燃料的熱值（焦/千克）

氫1.4×108

汽油4.6×107

酒精3.0×107

柴油3.3×107

煤氣（約）3.9×107

煤油4.6×107

天然氣7.1~8.8×107

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

）小結(jié)：熱值：熱值的符號(hào)：q

熱值的單位：J/kg（J/m3）1kg某種燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱量叫做燃料的熱值。1.燃料燃燒是

變化？（填“物理”或“化學(xué)”）其能量的轉(zhuǎn)化是

能轉(zhuǎn)化為

能。2.酒精的熱值為3.0×107J/kg，它的物理意義是

煤氣的熱值為3.9×107J/m3，它的物理意義是

化學(xué)化學(xué)內(nèi)1kg的酒精完全燃燒放出的熱量為3.0×107J1m3的煤氣完全燃燒放出的熱量為3.9×107J謝謝第十四章內(nèi)能的利用第2節(jié)熱機(jī)的效率②年級(jí)：初三科目：物理主講：勞老師

一、燃料的熱值1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值。（2）單位：

J/kg（或J/m3）焦每千克（或焦每立方米）（1）定義：Q放

=qm（3）公式：質(zhì)量熱值（4）q煤油=4.6×107J/kg的意義：1kg的煤油完全燃燒時(shí)放出的熱量為4.6×107J或:Q放

=qV體積請(qǐng)說(shuō)出你熟悉的燃料的熱值，并說(shuō)明其物理意義。2．了解燃料的熱值表為什么發(fā)射火箭上天要用氫做燃料？3．有關(guān)燃料燃燒放熱的計(jì)算想一想根據(jù)熱值表，計(jì)算一下10噸氫完全燃燒放出多少焦耳的熱量？再算算，若用干木柴完全燃燒來(lái)獲得這些熱量，需要多少?lài)嵏赡静?？氫的熱值?.4×108J/kg干木柴的熱值1.2×107J/kg放出熱量Q=熱值×質(zhì)量

=1.4×108J/kg×

10×103kg

=1.4×1012J需要干木柴約120噸干木柴完全燃燒放出的熱量等于10噸氫完全燃燒放出的熱量。1、理解熱值：熱值是燃料本身的一種特性，它只與燃料的種類(lèi)有關(guān)，與燃料的質(zhì)量和是否完全燃燒無(wú)關(guān)。2、計(jì)算燃料燃燒放出的熱量：

A.固體燃料：Q放

=qm

B.氣體燃料：Q放

=qV注意：

1.木炭的熱值為q=3.4×107J/kg，完全燃燒質(zhì)量為m=5kg木炭放出的熱量為多少？2.煤氣的熱值為q=3.9×107J/m3

，完全燃燒體積為V=10m3的煤氣放出的熱量為多少？真題實(shí)操=3.4×107J/kg×5kg=1.7×108J解：Q放=qm=3.9×107J/m3×10m3=3.9×108J解：Q放=qV３.太陽(yáng)能熱水器內(nèi)裝有250kg、溫度為25℃的水，在陽(yáng)光照射一段時(shí)間后，水溫升高到65℃，若水的比熱為c水=4.2×103J/(kg·℃)

,則：（1）水吸收的熱量是多少？（2）需要完全燃燒多少千克的干木材來(lái)供熱？（假設(shè)干木材所放出的熱量被水完全吸收。）【其中干木材的熱值為q=1.2×107J/kg?！康谑恼聝?nèi)能的利用第2節(jié)熱機(jī)的效率③

由圖可知，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做有用功的能量只燃料燃燒時(shí)所釋放能量的一部分。在內(nèi)燃機(jī)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？無(wú)用的機(jī)械能有用機(jī)械能熱機(jī)的效率想一想燃?xì)鈨?nèi)能損失的內(nèi)能用來(lái)做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)的效率。熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒釋放的能量的比值稱(chēng)為熱機(jī)效率，即：

η=W有Q放×100%（1）熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)2．提高熱機(jī)效率，節(jié)約能源，減少污染（2）提高效率的途徑提高燃料利用率，使燃料充分燃燒；改進(jìn)熱機(jī)，減少各種能量損失；利用廢氣的能量。

蒸汽機(jī)的效率只有6%~15%

汽油機(jī)的效率為20%~30%柴油機(jī)的效率為30%~45%C

1．對(duì)于燃料的熱值，下列說(shuō)法中，屬于正確理解的是(

)

A．燃料的熱值跟燃料燃燒時(shí)放出的熱量成正比

B．燃料沒(méi)燃燒時(shí)就沒(méi)有熱值

C．就某種確定的燃料而言，它的熱值是一個(gè)確定的值，

跟燃料的質(zhì)量及燃料燃燒放出的熱量無(wú)關(guān)

D．容易燃燒的燃料熱值一定大練一練

2．已知干木柴的熱值是1.2×107J/kg，完全燃燒0.7kg干木柴能放出多少熱量？假設(shè)這些熱量全部被水吸收，能使多少千克水的溫度由20℃升高到70℃？已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。練一練

Q=1.2×107J/kg×0.7kg=8.4×106J

m=Qc(t-t0)8.4×106

J4.2×103

J/(kg·℃)×(70℃-20℃)

=

=40kg

3.關(guān)于熱機(jī)效率，下列說(shuō)法正確的是：

(

)

A．熱機(jī)效率越高，即熱機(jī)做的有用功多

B．熱機(jī)效率越高，即熱機(jī)的功率越大

C．要提高熱機(jī)效率，就要盡量減少各種能量損失，并且要保證良好的澗滑

D．提高熱機(jī)效率，有利于環(huán)保減排

CD練一練

4．一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)各種能量損耗大致為：汽缸散熱損失占25％，廢氣帶走的能量占30％，摩擦等機(jī)械損耗占10％，則內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)效率為_(kāi)_________。

35%練一練第十四章內(nèi)能的利用第2節(jié)熱機(jī)的效率④知識(shí)總結(jié)1．熱值（q）：1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫熱值。A.單位：焦耳/千克。B．燃料燃燒放出熱量計(jì)算：Q放=qm；Q放=qv2．利用內(nèi)能可以加熱，也可以做功。3.熱效率：物體吸收的熱量與燃料完全燃燒放出的能量之比η=Q吸/Q放4．內(nèi)燃機(jī)可分為汽油機(jī)和柴油機(jī)，它們一個(gè)工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程。一個(gè)工作循環(huán)中對(duì)外做功1次，活塞往復(fù)2次，曲軸轉(zhuǎn)2周。5．熱機(jī)的效率：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，叫熱機(jī)的效率。的熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)η=W/Q放6．在熱機(jī)的各種損失中，廢氣帶走的能量最多，設(shè)法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。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(lèi)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)是燃料里含有雜質(zhì)，致使燃燒生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。怎樣提高熱機(jī)的效率？使燃料充分燃燒;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)；注意保養(yǎng)，保證良好的潤(rùn)滑，減少因克服摩擦阻力而額外消耗的能量。熱機(jī)的效率能達(dá)到100%嗎？為什么？不能達(dá)到100%，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，所以其與燃料完全燃燒所放出的總能量的比值必然小于1，即熱機(jī)效率小于100%。當(dāng)堂檢測(cè)1、四口這家分別單獨(dú)使用不同種類(lèi)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、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D鞏固練習(xí)：為節(jié)約能源，需提高熱機(jī)的效率。下列措施中不能提高熱機(jī)效率的是（）

A盡量使燃料充分燃燒

B盡量增加熱機(jī)的工作時(shí)間

C盡量減少?gòu)U氣帶走的熱量

D盡量減少熱機(jī)部件間的摩擦B2、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(lèi)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(lèi)有關(guān)，與燃料的燃燒程度、質(zhì)量沒(méi)有關(guān)系.B3、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(lèi)使用的能量絕大部分是從燃料的燃燒中獲得的C．lkg的某種