新人教版九年级物理第十四章第二节《热机的效率》课件.ppt

复习,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如何转化的。在四个冲程中你认为有哪些热量损失？,树人教育辅导中心,第十四章内能的利用,第2节热机的效率,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。,燃料的热值人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。在现代社会，人类所用的能量很大一部分依然是从燃料的燃烧中获得的。,燃料的种类很多，固体燃料有木柴、煤等，液体燃料有汽油、酒精等，气体燃料有煤气、天然气等（图14.2-1）。根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同？要找出事实来支持你的观点，并进行分析。,小结：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。,固体燃料:,液体燃料:,气体燃料:,1、燃料的种类,木柴、煤、秸杆,汽油、柴油、酒精,煤气、天然气、液化气,一、燃料的热值,2、我们把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与其质量之比叫做燃料的热值。用q表示。,3、热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。,1定义：把1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做燃料的热值。,2符号：q3单位：J/kg（J/m3）,固体和液体燃料,气体燃料,热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小的物理量，5热值是燃料属性，与质量无关。,二燃料的热值（q）：,4、意义：3.4107J/kg：表示1kg的煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4107J。,Q：燃料完全燃烧释放的热量：燃料的热值：燃料的质量V：气体燃料的体积,固体和液体燃料,气体燃料,5、单位：焦每千克，符号：J/kg焦每立方米，符号：（J/m3）,4、燃料完全燃烧放出热量的计算Q放=mq（液体和固体）Q放=Vq(气体),常用燃料的热值（单位：J/kgJ/m3）,阅读：P23一些燃料的热值。你有什么收获？,沼气约1.9107,J/m3,2kg的煤完全燃烧放出多少热量？,6、热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关。反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小的物理量。7、物理意义:干木柴的热值是1.2l07焦物理意义是_。完全燃烧2kg干木柴放出的热量是J,煤气:3.9107J/m3物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3.9107J火箭为什么用氢气做原料？,1千克干木柴完全燃烧时放出的热量是1.2107J,2.4107,1.关于燃料的热值正确的是（）A燃料的热值与燃料的燃烧程度有关B燃料的热值与燃料的种类有关C燃料的热值与燃料的多少有关D燃料的热值与上面三个因素都有关,解析：选B。热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系。,B,燃料燃烧放热计算：例1、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=2.7107J/kg)?,解：Q=mq=1.5kg2.7107J/kg=4.05107J,答：这些煤完全燃烧放出的热量为4.05107J,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=8107焦耳/米3),解：Q=Vq=0.14m38107J/m3=1.12107J,练习:1.完全燃烧15千克热值是3.4107J/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=1.4108J/Kg),例题：完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值q为3.0107J/kg)能放出多少热量？,已知：m=0.14kgq焦炭=3.0107J/kg求：Q,若用沼气燃烧放出相同热量，需要多少沼气？,点此播放教学视频,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1.2107J/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/(kg0C)5kg600C=1.26106J；Q放Q吸m1=Q放/q=1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg,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1.2107J/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）,请计算：,干木柴,烟煤,汽油,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,二、热机的效率,由图可见，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。,三、热机的效率：,1、定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出来的能量之比称为热机效率。,3、热机的效率是热机性能的重要指标,4、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,5、提高热机的效率的途径？,（1）使燃料充分燃烧;（2）设法利用废气的能量；（3）尽量减少各种热量损失；（4）在热机的设计和制造上采用先进的技术；（5）注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。,各种热机的效率:,蒸汽机:615,汽油机：2030,柴油机：3045,飞机上的喷气式发动机：5060,检测练习,用煤气灶把1kg、初温为20的水烧到70，消耗了10g煤气已知水的比热容是4.2103J/(kg)，煤气的热值为4.2107J/kg，则水吸收的热量为J，煤气完全燃烧放出的热量为J，煤气灶烧水的效率为%。,想一想,热机的效率能达到100%吗？为什么？,不能达到100%，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，这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即热机效率小于100%。,环境保护,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：,1.对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死.2.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长.3.破坏土壤、植被、森林.4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍.,酸雨的危害,讨论交流,如何保护我们的环境？,改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;集中供热；改用气体燃料，普及煤气和天然气；充分开发利用污染少和无污染的新能源。,当堂检测反馈,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,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3.3107J/kg,4、完全燃烧140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30%被水吸收，则能使30kg、20的水温度升高到多少度？,6.6107,1.98107,洛杉机光化学烟雾事件首先，什么是光化学烟雾呢?氮氧化物、烃类等一次污染物在阳光紫外线的作用下发生一系列光化学反应，生成臭氧(占产物85%以上)、过氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、酮类和有机酸等二次污染物，这些一次污染物和二次污染物形成的混合物称为光化学烟雾，它呈浅兰色、有刺激性和很强的氧化性，可造成人类及动植物疾病、建筑物毁坏等危害。洛杉机光化学烟雾事件是指40年代初期至50年代，发生于美国洛杉机市的一系列光化学烟雾事件的总称。该市临海依山，处于50公里长的盆地中，一年有300天出现逆温(即大气层某一高度上的温度不随高度递减，出现反常增加或不变。这会阻碍大气向上的对流扩散和污染物的扩散)，510月阳光强烈。由于大量汽车排放含氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等废气，加之洛杉机市特殊的地理及气候条件，自1943年开始，形成了多次光化学烟雾事件。当地居民纷纷反应有眼睛或喉咙刺激，其中以1952年的一次最为严重，大批居民发生眼睛红肿、喉痛、咳嗽、皮肤潮红等症状，严重