热机效率 (2).doc

兆麟初级中学初二物理学案课题热机效率课型新授课课时第一课时主备人乔石峰审核人王丽授课时间【学习目标】：1知道热机的效2 .了解提高效率的途径3 .重难点：热机的效率及影响热机效率大小的主要因素，提高热机效率的方法和意义【自主学习】在人类历史上，发现内能可以做功并制造出了热机，人们开始大量使用热机，包括蒸汽机，蒸汽轮机，汽油机，柴油机，喷气发动机等，但是它们的性能是不一样的。也就是说使用相同的内能所获得的机械能是不一样的。那么在物理当中是用什么来衡量热机的性能的呢？在汽油机中，燃料释放的能量全部都用来做有用功了吗？我们把燃料所释放出的热量看做是100，其中气缸在排气冲程排除的废气的温度很高，带走了33到35的热量，为了保证气缸的使用寿命，在连续工作时需要不断用水来冷却缸体，冷却水带走了30到32的热量，另外克服气缸活塞与缸壁的摩擦做功也需要消耗热量，缸体对外热辐射时也要散失热量，二者之和占总热量的7到9，这样算下来只剩下25到30的热量以有用功的方式输出，转化为我们需要的机械能。从上面来看，热机中燃料燃烧放出的热量只有其中一部分是用来做有用功的1. 热机效率：（1） 概念： 叫做热机的效率，用热机效率来描述热机的性能。（2） 公式：n=Q有用/Q总100或n=W有用/ Q总100练习：例1：在观察水的沸腾实验中，用酒精灯将杯中230g，60C的热水加热到沸腾，共用去2.5g的酒精，问：酒精完全燃烧所释放的热量中有百分之几被水吸收？ 例2：一载重车在一段平直的高速公路上行驶10.08km，所用的时间是8min，消耗的燃油是3L（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为63kw燃油的密度是0.8103kg/m3，热值为3.15107J/kg.问：（1） 汽车行驶的速度（2） 汽车行驶过程中的牵引力（3） 汽车发动机的效率 如何提高热机效率的措施 （1）改善燃料的燃烧条件 （2）减少内能的损失 （3）是运动部件润滑良好提问：（1）看27页的一般热机效率，不同的热机的效率一般不同，那么想一下热机效率会不会达到100？（2）机械效率和热机效率是不是一回事？（用机械做功时，有用功和总功的比值叫做机械效率，热机的燃料释放出的能量用来开动热机，这些热量不会用来全部做有用功也就是不会用来全部开动热机，那么有用的热量与总的热量之比就是热劲效率。可见研究的问题是不一样的，不过研究问题的思想是一样的，都反映的是性能的好坏，机械效率是机械做功的性能的好坏，热机效率是热机性能好坏的标志） （二）改变世界的热机热机使人类摆脱了繁重的体力劳动，促使了生产力的发展，带来了工业革命，现代社会在交通运输，电力工业中都离不开热机，对热机的研制和改革将会进一步推动社会生产力的发展。（三）地球就在我们手中热机给人类文明带来了发展，但是也给生态系统带来了污染1. 环境污染：（1） 大气污染：有毒气体和粉尘污染空气，有害于人类的健康和动植物的正常生长，产生的酸雨有害于农业，林业，渔业。（2） 热污染：温室效应，热岛效应（3） 噪声污染2. 环境保护的措施（1） 利用绿色能源（2） 研究和开发低能耗，少污染的高性能的热机（3） 改进燃烧设备，消除烟尘（4） 提高燃料的综合利用，采取集中供热（5） 在热机上安装消声设备，减少噪声二。课堂练习1.燃烧甲、乙两种燃料，甲放出的热量比乙多，则( ) A、甲的质量一定大 B、甲的热值一定大 C、甲的比热容一定大 D、条件不足无法判断2.下面现象中，属于内能转化为机械能的现象是( ) A、两决块相互摩擦，冰块熔化 B、水蒸汽推动活塞做功C、压缩气体，温度升高 D、用太阳灶烧水3.煤的热值大于干木柴的热值，这里是指( ) A、煤比干木柴含有的热量多一些 B、烧煤比烧干木柴产生的温度高一些 C、烧煤比烧干木烧产生的热量多一些 D、要使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少4.不属于大气污染主要来源的是( ) A、家庭炉灶和取暖设备 B、大型机电排灌站C、工业企业(包括火电站、钢铁厂、化工厂等)5.两种燃料的燃烧值之比为2:1，它们的质量之比为1:4，那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为( )A.1:2 B.2:1 C.8:1 D.4:16.为了提高热机效率，可采取的措施是（ ）A采用热值高的燃料 B降低热机功率C保证良好的润滑减少摩擦 D以上措施都可以7.燃料的燃烧是一种_变化；在燃烧过程中，燃料的_能转化为_能。8.10千克汽油完全燃烧放出4.6108焦的热量，则汽油的燃烧值为_焦耳/千克。9.热机工作时会产生_，干扰人们的正常工作和生活，同时会排出 污染大气。10.无烟煤的热值是3.4107J/Kg，表示的意义是 。如要获得1.7108J的热量，需要完全燃烧 Kg无烟煤。11.已知汽油的热值是4.6107J/kg，完全燃烧500g汽油，求；(1)燃烧汽油产生的热量是多少?(2)若这些热量的50%被水吸收，使水温从20开始，升高了40，则水的质量是多少?探索与实践12.一台柴油机的热机效率为25%，表示的意思是 那部分能量在 能量中占 。用这台柴油机工作时，完全燃烧2Kg的柴油可做有用功 J。（柴油的热值为3.3107J/Kg）生活拓展13.用煤气灶既方便又环保，一般的煤气灶正常工作时。15min可使质量为4Kg、温度为23的水沸腾，该城市水的沸点为93，求：水吸收的热量；若煤气灶放出的热量70%被水吸收，煤气灶实际放出的热量为多少？）四、练习巩固1、近期煤价节节攀升，少数不法商贩将煤渣粉碎后掺在优质煤中高价销售。客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的 （ ）A.热值 B. 比热容 C.温度 D. 质量2、结合热值表，计算出在图1226所示的情况下，所需的干木柴、烟煤和汽油。而实际需要的干木柴、烟煤和汽油的质量大大超过计算得出的数值，这是为什么？3、热机是将 能转化为机械能的机器，一台内燃机运行时各种能量耗损大致为：气缸散热占20，废气带走能量占35，摩擦耗损等占15，则它的热机效率为 ，热机工作时对环境造成的污染有 4、下列关于热值的说法正确的是（） A.燃料不燃烧，其热值为零。B.燃料不完全燃烧其热值要变小。C.燃料的热值与燃烧情况和质量无关，只与燃料种类有关。D. 燃料燃烧时放出热量多的其热值就大。5、要提高热机的效率，下列做法不可行的是（）A.尽量减少废气带走的热量。B.尽量保持机械部件之间有良好的润滑。C.尽量减少曲轴传递给飞轮的机械能。D.尽量减少散热损失。6、火箭常用液态氢气作燃料，其原因是（ ）。7、我国实施的“西气东输”工程中，西部地区的天然气被输送到缺乏能源的东部地区。天然气与煤相比，从热学角度分析它的优点是 ，从环保角度分析，它的优点是 8、汽油的热值是4.6107J/kg，按照理论计算，完全燃烧 g汽油放出的热量就可使10Kg的水温度升高46，而实际加热时，所需的汽油要远比这个数值大，由此可见，提高使用燃料的 是节约能源的重要途径。五、