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热机的效率 1 能量的获取 人类利用的能量主要是从燃料燃烧中获得的内能 原始社会火的利用 现代社会取暖的方法 煤取暖 电取暖 电能的获得主要的方法是火力发电 2 燃料的种类 固体燃料如 干柴煤等液体燃料如 汽油柴油酒精等气体燃料如 氢气天然气等 燃料燃烧过程 化学变化燃料的化学能转化为内能 燃料的燃烧 3 右图表示一个四口人之家使用某种燃料时的月消耗量 使用不同燃料 消耗量是不同的 为什么 4 一 燃料的热值 1 物理意义 描述不同燃料完全燃烧放热本领的物理量2 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定义式 q Q m3 单位 焦每千克焦每立方米符号 J kg或J m3 5 如 干木柴的热值是q 1 3x107J Kg 物理意义 kg的干木柴完全燃烧放出的热量是1 3x107J 6 几种燃料的热值 焦 千克 氢1 4 108 汽油4 6 107 酒精3 0 107 柴油3 3 107 煤气3 9 107 煤油4 6 107 天然气7 1 8 8 107 烟煤 约 2 9 107 无烟煤 约 3 4 107 焦炭3 0 107 木炭3 4 107 干木柴 约 1 2 107 J m 3 J m 3 7 理解 热值是燃料的一种特性与燃料的种类有关 同种燃料的热值是定值 不同燃料的热值一般不同思考 火箭为什么以液态氢为燃料 氢的热值大 8 燃料燃烧释放热量计算公式 Q放 mq或Q放 Vq 分析 由Q放 mq决定燃料燃烧放热大小的因素 1 燃料的质量2 燃料的热值3 燃料是否完全燃烧 9 例 3Kg的酒精完全燃烧可放出多少热量 解 Q放 mq 3KgX3 0 x107J kg 9 0 x107J 10 二 内能的利用 1 直接加热物体 11 炉子的效率 炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比 叫做炉子的效率 表达式 Q吸 Q放 提高锅炉的效率和燃料的利用率的措施 1 把煤磨成煤粉 可以燃烧得比较完全 2 加大送风量 把煤粒在炉膛里吹起来燃烧 可以燃烧得更充分 3 用各种办法加大受热面 可以减少烟气带走的热量 12 2 利用内能做功 二 内能的利用 内能转化为机械能 13 热机效率 讨论交流 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 由于机械传动等 克服摩擦所消耗的能量 燃料很难全部燃烧 燃料的化学能不能全部释放 机械传热损失一部分能量 热机真正转变为对外做功的部分 废气排出带走的能量 热机中燃料释放能量的主要走向示意图 14 热机中能量损失的原因 燃料的不完全燃烧气缸部件吸热后的热量散失废气带走的热量克服摩擦做功而消耗的能量 高热机效率 可提高燃料的利用率 15 热机效率 1 定义 用来做有用功的那部分能量 与燃料完全燃烧放出的热量之比 叫做热机的效率定义式 W Q放2 各种热机的效率 蒸汽机 6 15 汽油机 20 30 柴油机 30 45 16 提高热机效率及燃料的利用率的主要途径 1 使燃料燃烧得更充分2 用优良的润滑材料减小摩擦 以减少机械损失 3 设计上不断改进 减少热量的散失 3 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 17 板书 一 热值1 物理意义 描述不同燃料完全燃烧放热本领的物理量2 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定义式 q Q m3 单位 焦每千克焦每立方米符号 J kg或J m4 热值是燃料本身的一种特性5 决定因素 种类 18 二 相关公式 1 燃料完全燃烧放热公式 Q放 mq或Q放 Vq2 不计热损失 Q吸 Q放3 考虑热损失 1 炉子效率 Q吸 Q放 2 热机效率 W Q放 19 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 14米3 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 练一练 20 1 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200千克 烟煤约80千克 液化石油气约30千克 煤气约60千克 这四种燃料中的热值最高的是 A 液化石油气B 煤气C 烟煤D 木柴 A 2 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 A 较小的质量B 较小的密度C 较大的比热容D 较大的热值 D 21 3 把5kg 40 的水烧开 需要完全燃烧多少kg的干木柴 已知干木柴的燃烧值为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全部被水吸收 22 3 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30 在柴油机内完全燃烧2千克柴油能放热J 这些热通过柴油机的转化能对外做有用功J 柴油的热值为3 3 107J kg 4 完全燃烧140克焦炭 焦炭的热值为3 0 107J kg 能放出多少热量 若这些热量的30 被水吸收 则能使30kg 20 的水