第二节 热机的效率.ppt

第十四章内能的利用 第2节热机的效率 柴薪 煤炭 石油 天然气 从哪里获得内能 讨论 一个家庭使用不同燃料 如木柴 煤炭 液化石油气 烧水做饭 燃料的消耗量相同吗 为什么 不同燃料的放热本领相同吗 怎么比较它们谁的放热本领强呢 经验告诉我们 等质量的煤和干木柴 充分燃烧 煤放出的热量要比柴多得多 我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领 一 燃料的热值 想想议议 Z x x K 一 燃料的热值 1 定义 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值 2 符号 q J kg 5 燃烧的实质 化学能转化为内能 3 公式 q Q m 4 单位 6 热值在数值上等于 1kg某种燃料完全燃烧放出的热量 Q放 mq 燃料的热值只与燃料的种类有关 与燃料的质量 是否完全燃烧无关 请说出你熟悉的燃料的热值 并说明其物理意义 2 了解燃料的热值表 问 1 干木柴的热值是多少 表示什么意义 热值是燃料的一种性质 每种燃料有自己的热值 2 2kg的干木柴完全燃烧放出的热量是多少 1kg干木柴完全燃烧放出的热量是1 2 107J 2kg干木柴完全燃烧放出的热量是2 1 2 107J 热值的计算公式 Q放 mq Zx xk 问 3 煤气的热值是多少 表示什么意义 4 2m3煤气完全燃烧放出的热量是多少 1m3煤气完全燃烧放出的热量是3 9 107J 2m3煤气完全燃烧放出的热量是2 3 9 107J 热值的计算公式 Q放 Vq 为什么发射火箭上天要用氢做燃料 3 有关燃料燃烧放热的计算 想一想 根据热值表 计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量 再算算 若用干木柴完全燃烧来获得这些热量 需要多少吨干木柴 氢的热值是1 4 108J kg 干木柴的热值1 2 107J kg 放出热量Q 热值 质量 1 4 108J kg 10 103kg 1 4 1012J 需要干木柴 约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量 燃料燃烧放热计算 例一 小明某次用火炉烧水时 共消耗了1 5kg的烟煤 试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的热量 烟煤的热值q 2 7 107J kg 解 Q mq 1 5kg 2 7 107J kg 4 05 107J 答 这些煤完全燃烧放出的热量为4 05 107J Q mq 例2 用家用燃气热水器烧水洗澡 假如洗一次澡要用掉天然气0 14m3 问 完全燃烧这么多的天然气能放出多少焦的热量 q 8 107焦耳 米3 Q vq 气体燃料 练习 1 完全燃烧15千克热值是3 4 107J Kg的木炭 能产生多少热量 想要获得这些热量 需要完全燃烧多少千克氢气 q氢 1 4 108J Kg 例题3 把5kg的40 的水烧开 水需要吸收多少热量 需要完全燃烧多少kg的干木柴 干木柴的热值为1 2 107J kg 外界为标准大气压 燃料完全燃烧放出的全部被水吸收 解 Q吸 cm t t0 4200J kg 0C 5kg 600C 1 26 106J Q放 Q吸m1 Q放 q 1 2 106J 1 2 107J kg 0 1kg 废气内能 散热损失 机械损失 有用机械能 高温高压燃气 燃料完全燃烧放出的能量 二 现实中 1 燃料很难完全燃烧 实际放出热量 计算热量 2 有效利用热量 放出热量 内燃机的能流图 燃气内能 散热损失 机械损失 三 热机效率 1 用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比 叫做热机效率 2 公式 例题4 把10kg40 的水烧开 需要完全燃烧多少kg的干木柴 已知干木柴的热值为1 2 107J kg 外界为标准大气压 并且燃料完全燃烧放出的热量有50 被水吸收 蒸汽机的效率只有6 15 汽油机的效率为20 30 柴油机的效率为30 45 热机的效率是热机性能的一个重要指标 如 两辆排量相同的小汽车 以相同的速度行驶相同的路程 耗油少的那辆 汽油机的效率高 性能好 蒸汽机 6 15 汽油机 20 30 柴油机 30 45 4 提高热机效率的途径和节能方法 1 尽量使燃料充分燃烧 把煤磨成煤粉或煤粒 加大与氧气的接触面积 2 保证良好润滑减少摩擦 3 尽量降低各种热损失 尾气 缸体等 4 在热机的各种损失中 废气带走的能量最多 设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施 热电站 3 能量损失 热机效率不高的原因 1 燃料的不完全燃烧2 气缸部件吸热后的热量散失3 废气带走的热量4 克服摩擦做功而消耗的能量 C 1 对于燃料的热值 下列说法中 属于正确理解的是 A 燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比B 燃料没燃烧时就没有热值C 就某种确定的燃料而言 它的热值是一个确定的值 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关D 容易燃烧的燃料热值一定大 练一练 2 已知干木柴的热值是1 2 107J kg 完全燃烧0 7kg干木柴能放出多少热量 假设这些热量全部被水吸收 能使多少千克水的温度由20 升高到70 已知水的比热容为4 2 103J kg 练一练 Q 1 2 107J kg 0 7kg 8 4 106J 40kg 3 关于热机效率 下列说法正确的是 A 热机效率越高 即热机做的有用功多B 热机效率越高 即热机的功率越大C 要提高热机效率 就要尽量减少各种能量损失 并且要保证良好的涧滑D 提高热机效率 有利于环保减排 CD 练一练 4 一台内燃机运行时各种能量损耗大致为 汽缸散热损失占25 废气带走的能量占30 摩擦等机械损耗占10 则内燃机的热机效率为 35 练一练 6 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B 甲做的功少C 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 7 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B 尽量减少输出功率C 尽量减小摩擦D 尽量减少热量损失 8 某热机的效率为20 这表明做100J的有用功时 A 要消耗20J的燃料内能B 要向外散失80J的热量C 要消耗燃烧后能放出500J内能的燃料D 要消耗80J的燃料内能 9 有一台柴油机的效率为40 每小时耗油2kg 则这台柴油机的功率为多少瓦 已知柴油的热值为3 3 107J kg 10 一台汽油机的功率为7350W 它每小时消耗的汽油为2 5kg 这台汽油机的效率为多大 汽油的热值为4 6 107J kg 11 某饰品加工厂用酒精喷灯加工饰品 张峰师傅在1min内用去酒精5g 被加工的质量为36g的铜饰品温度从20 上升到1070 求 1 铜饰品吸收的热量是多少 2 酒精完全燃烧放出的热量是多少 3 酒精喷灯的效率是多少 C铜 0 39 103J kg q酒精 3 0 107J kg 12 利用太阳可以晒水 假设水箱内装60kg的水 玻璃盖面积为0 84m2 地球上垂直于太阳光线的表面接受太阳的辐射为7 65