上课用14.2《热机的效率》课件

1、复习复习内燃机的定义与分类。内燃机的定义与分类。内燃机的四个冲程以及各个冲程的能量是内燃机的四个冲程以及各个冲程的能量是如何转化的。如何转化的。在四个冲程中你认为有哪些热量损失？在四个冲程中你认为有哪些热量损失？请计算：干木柴烟煤汽油第十四章内能的利用第十四章内能的利用第二节第二节热机的效率热机的效率它们都离不开燃料。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。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。燃料可分燃料可分为三种为三种固体燃料固体燃料液体燃料液体燃料气体燃料气体燃料请你说说请你说说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？ 常见的燃料有煤、石油（加工炼

2、制成汽油、煤油、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。的秸杆作燃料。一、质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放一、质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。出的热量是不同的。二、我们把某种燃料二、我们把某种燃料完全燃烧完全燃烧时所放出的热时所放出的热量与其质量量与其质量之比之比叫做叫做燃料的热值燃料的热值。Q：燃料完全燃烧释放的：燃料完全燃烧释放的热量热量：燃料的热值：燃料的热值：燃料的质量：燃料的质量V：气体燃料的体积：气体燃料的体积2 2、热值的符号：、热值的符号：q 固体

3、和液固体和液体燃料体燃料气体燃料气体燃料4 4、单位：、单位：焦每千克焦每千克 J/kg 焦每立方米焦每立方米（J/m3）3 3、Q=mqQ=mq气体：气体：Q=VqQ=Vq 5、热值热值是物质的一种属性，是物质的一种属性， 与与质量、放出的热量质量、放出的热量无关。无关。 反映燃料燃烧时化学能转化为内能的反映燃料燃烧时化学能转化为内能的 本领本领的大小的物理量，的大小的物理量，无烟煤的热值为无烟煤的热值为3.4107J/kg，意义：表示意义：表示1kg的煤在的煤在完全完全燃烧时所放出的热量为燃烧时所放出的热量为3.4107J。液化气的热值为液化气的热值为4.9107J/m3，表示表示1m3的

4、液化气的液化气在完全燃烧时所放出的热量为在完全燃烧时所放出的热量为4.9107J。 完全燃烧完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为克焦炭（焦炭的热值为3.010 J/kg) )能放出多少热量？能放出多少热量？7当堂检测反馈当堂检测反馈解：解：Q Q放放=mq=mq =0.14kg=0.14kg3.03.010107 7J/kgJ/kg=4.2=4.210106 6J J答：完全燃烧答：完全燃烧140140克焦炭能放出克焦炭能放出4.24.210106 6J J的热量。的热量。11例题：某个家庭预计每月使用天然气例题：某个家庭预计每月使用天然气4m4m3 3，这些天，这些天然气完全燃烧放出多少热量，

5、相当于多少然气完全燃烧放出多少热量，相当于多少kgkg柴薪柴薪完全燃烧放出的热量（完全燃烧放出的热量（q q气气为为7.57.510107 7J/mJ/m3 3， q q柴柴为为10107 7J/kgJ/kg）解：解：Q Q放放=Vq=Vq气气=4m=4m3 3 7.57.510107 7J/mJ/m3 3 =3=310108 8J J； m=Qm=Q放放/q/q柴柴=3=310108 8J/10J/107 7J/kg=30kgJ/kg=30kg。答：答：天然气完全燃烧放出热量是天然气完全燃烧放出热量是3 310108 8J,J, 相当于相当于30 30 kg柴柴薪完全燃烧放出的热量。薪完全燃

6、烧放出的热量。 这些能量是否都转化成人们需要的了这些能量是否都转化成人们需要的了1、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约均月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约千克，烟煤约80千千克，液化石油气约克，液化石油气约30千克，煤气约千克，煤气约60千克。这四千克。这四种燃料中的热值最高的是（种燃料中的热值最高的是（ ） A、液化石油气、液化石油气B、煤气、煤气 C、烟煤、烟煤D、木柴、木柴A2 2、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（这是因为液态氢具有（ ） A、较小的

7、质量、较小的质量 B、较小的密度、较小的密度 C、较大的比热容、较大的比热容D、较大的热值、较大的热值D讨论交流讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？藏的化学能全部用来对外做有用功呢？由于机械传由于机械传动等，克服动等，克服摩擦所消耗摩擦所消耗的能量的能量燃料很难全部燃料很难全部燃烧，燃料的燃烧，燃料的化学能不能全化学能不能全部释放部释放机械散热损失机械散热损失一部分能量一部分能量热机热机真正转真正转变为对变为对外做功外做功的部分的部分废气排出带走废气排出带走的能量的能量14燃料燃料完全完全燃烧燃烧放出放出的能的能量量废气带走的能量

8、废气带走的能量散热、克服摩擦损失散热、克服摩擦损失机械能机械能想一想想一想15化学能化学能（100100 ）内能内能机械能机械能燃烧不完全燃烧不完全损失的能量损失的能量废气带走废气带走的能量的能量克服摩擦损克服摩擦损失的能量失的能量电流通过导电流通过导线时发热损线时发热损失的能量失的能量散热损失的散热损失的能量能量发电机发电机蒸气轮机蒸气轮机锅炉锅炉散热损失散热损失的能量的能量克服摩擦损克服摩擦损失的能量失的能量电能（电能（3030）火电站能流图火电站能流图三、热机的效率：三、热机的效率：1、定义：用来做、定义：用来做有用功有用功的那部分能量与燃料的那部分能量与燃料完全燃烧完全燃烧放出来的能量

9、放出来的能量之比之比称为热机效率。称为热机效率。Q有有Q放放100%2、 =提高热机效率可提高燃料的利用率提高热机效率可提高燃料的利用率 可见，真正能转变为对外做有用功的能量只可见，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。是燃料燃烧时所释放能量的一部分。例：用天然气灶烧水，燃烧例：用天然气灶烧水，燃烧1m3的天然气，使的天然气，使100kg的水从的水从20升高到升高到70.天然气热值天然气热值3.2107J/m3求求（1）天然气完全燃烧放出热量）天然气完全燃烧放出热量（2）水吸收的热量）水吸收的热量（3）天然气灶的效率）天然气灶的效率Q Q放放=Vq=Vq气气=1m=1

10、m3 3 3.23.210107 7J/mJ/m3 3 =3.2=3.210107 7J JQ Q吸吸=cm(t-t=cm(t-to o)=4.2)=4.2 103J/kg.oc 100kg (70oc -20oc ) =2.1 107JQ有有Q放放100% = =65.6%2.1 107J3.23.210107 7J J提高热机的效率的途径？提高热机的效率的途径？（1）使燃料充分燃烧）使燃料充分燃烧;（2）尽量减少各种热量损失；）尽量减少各种热量损失；（3）在热机的设计和制造上采用先进的技术；）在热机的设计和制造上采用先进的技术；（4）注意保养，保证良好的润滑，减少因克服）注意保养，保证良好

11、的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。摩擦阻力而额外消耗的能量。各种热机的效率各种热机的效率:4、热机的效率是热机性能的重要指标、热机的效率是热机性能的重要指标蒸汽机蒸汽机:615汽油机：汽油机：2030柴油机：柴油机：3040飞机上的喷气式发动机：飞机上的喷气式发动机：5060想一想想一想热机的效率能达到热机的效率能达到100%吗？为什么？吗？为什么？不能达到不能达到100%，因为热机中可用于，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

12、于总能量，所件的限制，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以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然必然小于小于1，即，即热机效率小于热机效率小于100%。环境保护环境保护 热机为人类的发展做出丑了重大贡献，但热机为人类的发展做出丑了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题：也带来了许多环境污染问题：1.1.对人体健康的直接危害对人体健康的直接危害, ,硫酸雾和硫酸盐雾硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多的毒性比二氧化硫大得多, ,可以侵入肺的深部可以侵入肺的深部组织组织, ,引起肺水肿等疾病而使人致死引起肺水肿等疾病而使人致死. .2.2.引起河流、湖泊的水体酸化

13、引起河流、湖泊的水体酸化, ,严重影响水生严重影响水生动植物的生长动植物的生长. .3.3.破坏土壤、植被、森林破坏土壤、植被、森林. .4.4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料. .5.5.渗入地下渗入地下, ,使水中铝、铜、锌、镉的含量比使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍中性地下水中高很多倍. .酸雨的危害酸雨的危害讨论交流讨论交流 如何保护我们的环境？如何保护我们的环境？ 改进燃烧设备，加装消烟除尘装置改进燃烧设备，加装消烟除尘装置; 集中供热；集中供热； 改用气体燃料，普及煤气和天然气；改用气体燃料，普及煤气和天然气； 充分开发

14、利用污染少和无污染的新能源。充分开发利用污染少和无污染的新能源。1、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧，在柴油机内完全燃烧2千千克柴油能放热克柴油能放热 J，这些热通过柴油机，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功的转化能对外做有用功 J。（柴油的热值为（柴油的热值为3.3107J/kg）2、完全燃烧、完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为克焦炭（焦炭的热值为3.0107J/kg)能放出多少热量？若这些热量的能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使被水吸收，则能使30kg 、20的水温

15、度升的水温度升高到多少度？高到多少度？6.61071.981074、一台效率为、一台效率为40%的柴油机，当输出的柴油机，当输出66000J的有用功时，消耗的柴油质量为多少的有用功时，消耗的柴油质量为多少kg？消耗的柴油量：消耗的柴油量：m= =总总Qq 解：解：Q = = J=165000JQ Q66000 40%有有总总165000J4.310 J/kg73.810 kg-3答：消耗的柴油质量为答：消耗的柴油质量为 3.810 kg-31.金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使汽缸中柴油达到点燃的过程是：能使汽缸中柴油达到点燃的过程是：

16、A、迅速向里推活塞、迅速向里推活塞 B、迅速向外拉活塞、迅速向外拉活塞C、缓慢向里推活塞、缓慢向里推活塞 D、缓慢向外拉活塞、缓慢向外拉活塞 2.在公路上有一辆汽车和一台拖拉机发生故障，经检在公路上有一辆汽车和一台拖拉机发生故障，经检查都是蓄电池坏了，不能启动，把它们推动后查都是蓄电池坏了，不能启动，把它们推动后：A、汽车和拖拉机都能继续行驶、汽车和拖拉机都能继续行驶B、只有汽车可以继续行驶、只有汽车可以继续行驶C、只有拖拉机可以继续行驶、只有拖拉机可以继续行驶D、都不能行驶、都不能行驶3.甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，这表明：甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，这表明：A、甲的功率小、甲的

17、功率小 B、甲做的功少、甲做的功少C、甲消耗的柴油多、甲消耗的柴油多D、甲柴油机内能转化为机械能的百分比小、甲柴油机内能转化为机械能的百分比小4.关于提高热机效率的途径，下列说法中错误的是：关于提高热机效率的途径，下列说法中错误的是：A、尽量使燃料完全燃烧、尽量使燃料完全燃烧 B、尽量减少输出功率、尽量减少输出功率C、尽量减小摩擦、尽量减小摩擦 D、尽量减少热量损失、尽量减少热量损失5.某热机的效率为某热机的效率为20，这表明做，这表明做100J的有用功时：的有用功时：A、要消耗、要消耗20J的燃料内能的燃料内能B、要向外散失、要向外散失80J的热量的热量C、要消耗燃烧后能放出、要消耗燃烧后能放出500J内能的燃料内能的燃料D、要消耗、要消耗80J的燃料内能的燃料内能6.有一台柴油机的效率为有一台柴油机的效率为40，每小时耗油，每小时耗油2kg，则，则 这台