物理人教版九年级全册热机的效率课件.ppt

第2节热机的效率,知识点一,知识点二,知识点一燃料的热值1.定义:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。2.燃料的种类:固体燃料,如木柴、煤、蜡等;液体燃料,如汽油、柴油、航空煤油等;气体燃料,如煤气、天然气、氢气等。3.单位:J/kg(或J/m3)4.热值的物理意义热值是燃料本身的一种特性,同种燃料的热值不随燃烧充分与否而变,不随燃料质量的大小而变,即每种燃料都有一个确定的热值,不同燃料的热值一般不同。,知识点一,知识点二,温馨提示:热值是反映燃料燃烧释放热量的本领大小的物理量,所谓“完全燃烧”是指全部烧完的意思,即燃料的燃烧必须是与充足的氧气发生完全氧化反应,这是一个理想的燃烧过程,在实际中是难以实现的,所以计算出的理论值与实际有较大的差异(与实际燃烧条件有关)。5.燃料完全燃烧放出热量的计算公式:Q=qm。有的气体燃料完全燃烧放出的热量公式为Q=qV。Q:燃料燃烧放出的热量,q:热值,m:质量,V:体积。拓展归纳:(1)热值是燃料的特性。燃料不同,热值一般不同。热值与燃料的种类有关,与热量、质量、体积无关。(2)利用公式Q=qm(或Q=qV),进行计算时单位要统一,它们是J、J/kg(或J/m3)、kg(或m3)。(3)变形公式:,知识点一,知识点二,例1下列关于热值的说法中正确的是()A.燃料越多,它的热值就越大B.燃料燃烧时放出的热量越多,它的热值就越大C.相同质量的燃料,完全燃烧时放出的热量越多,热值越大D.同一种燃料,燃烧的情况不同,它的热值就不一样解析:热值是燃料的一种特性,它的大小与燃料自身有关,与燃料的质量、燃烧状况、燃烧时放出的热量无关。同种燃料热值相同,不同的燃料热值一般不同。故A、B、D均不正确。答案:C,知识点一,知识点二,知识点二热机的效率1.燃料的利用率:(1)影响燃料有效利用的因素一是燃料不可能完全燃烧;二是燃料燃烧放出的热量只有一部分被有效利用。(2)炉子的效率炉子有效利用的热量(水吸收的热量)与燃料完全燃烧放出的热量的比值叫炉子的效率。公式:一般小型锅炉的热效率在60%左右,现代大型锅炉的热效率在90%左右。,知识点一,知识点二,2.热机的效率:(1)热机燃料完全燃烧放出的热量走向示意图:,知识点一,知识点二,a.燃料在汽缸内不可能完全燃烧,燃料的化学能不能全部转化为内能;b.在排气冲程时废气带走大部分的热量;c.热机的绝大部分零件都是金属,金属是热的良导体散失了一部分能量;d.热机在运转时各部件之间存在摩擦,克服摩擦做功消耗一部分能量。,知识点一,知识点二,(2)热机的效率定义:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比,叫热机的效率。公式:热机的效率热机的效率总是小于1的原因:因为热机在工作过程中,必须要消耗一部分的能量,用来克服摩擦做功,同时空气的热传导也会消耗一部分能量,严格起来讲,热机的效率甚至很难达到60%。,知识点一,知识点二,知识点一,知识点二,拓展归纳:1.提高燃料的利用率的方法:(1)使煤充分燃烧:将煤磨成煤粒,加大送风量。(2)加大受热面积,减少烟气带走的热量。2.提高热机效率的方法:a.加强技术创新,采用先进的工艺和技术设计制造热机;b.使燃料在汽缸内充分燃烧;c.尽量减少各种热量散失;d.使用时,注意保养,定期检查,保证良好的润滑,减少因克服摩擦做功而消耗的能量。,知识点一,知识点二,例2用燃气灶烧水,燃烧0.5kg的煤气,使50kg的水从20升高到70。已知水的比热容为4.2103J/(kg),煤气的热值为4.2107J/kg。求:(1)0.5kg煤气完全燃烧放出的热量。(2)水吸收的热量。(3)燃气灶烧水的效率。解析:(1)煤气完全燃烧放出的热量Q放=qm=4.2107J/kg0.5kg=2.1107J;(2)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)50kg(70-20)=1.05107J;,知识点一,知识点二,答案:(1)0.5kg煤气完全燃烧放出的热量为2.1107J;(2)水吸收的热量为1.05107J;(3)燃气灶烧水的效率为50%。,考点一,考点二,考点一燃料的热值与热量计算例1小彤家使用的是瓶装液化气,每瓶中装入的液化气质量为21kg,液化气的热值取5107J/kg。(1)21kg的液化气完全燃烧,释放的热量是多少?(2)若整瓶液化气完全燃烧释放热量的40%被利用,那么可利用的热量是多少?可以把多少质量的水的温度由20加热到70?解析:(1)21kg的液化气完全燃烧释放的热量Q放=mq=21kg5107J/kg=1.05109J;(2)整瓶液化气完全燃烧释放热量的40%被利用,故可利用的热量Q吸=Q放=1.05109J40%=4.2108J,由Q吸=cm(t-t0),得温度由20加热到70水的质量,考点一,考点二,答案:(1)21kg的液化气完全燃烧释放的热量是1.05109J;(2)可利用的热量是4.2108J,可以把2000kg的水温度由20加热到70。名师点评本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放出热量公式、效率公式的掌握和运用。(1)根据Q放=mq求出21kg的液化气完全燃烧释放的热量;(2)根据效率公式求出可利用的热量Q吸,再根据Q吸=cm(t-t0)求出可加热温度由20加热到70水的质量。,考点一,考点二,考点二热机的效率例2某省今年再次出现大面积干旱,各地都在使用抽水机引水灌溉。某抽水机在2h内把1.8106kg的水提升了6m流入沟渠,再去灌溉农田。(g取10N/kg)求:(1)此抽水机2h做了多少有用功?(2)此抽水机的有用功率是多少?(3)带动抽水机的动力装置为柴油机,2小时燃烧的柴油为5L。则抽水机的效率为多少?(柴油=0.8103kg/m3,q柴油=4.0107J/kg)解析:(1)抽水机对水做功W有用=Gh=mgh=1.8106kg10N/kg6m=1.08108J;,考点一,考点二,答案:(1)1.08108J(2)15kW(3)67.5%,考点一,考点二,名师点评本题考查了学生对重力公式、密度公式、功的公式、功率公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用。(1)知道抽水机2h抽水的质量和高度,利用W=Gh=mgh求抽水机对水做的