第2节 热机效率

1、热机的效率1.1.从能量转化的角度认识燃料的热值。从能量转化的角度认识燃料的热值。2.2.通过能量的转化和转移，认识效率。通过能量的转化和转移，认识效率。1.1.你知道的燃料有哪些？你知道的燃料有哪些？2.2.我们要烧开同一壶水，现有三种燃料：干草、木柴、我们要烧开同一壶水，现有三种燃料：干草、木柴、煤炭，用哪种燃料用量最少？煤炭，用哪种燃料用量最少？思考讨论把把内能内能转化为转化为机械能机械能热机的原理定义：定义：1kg(m1kg(m3 3) )某种燃料某种燃料完全燃烧完全燃烧放出的热量。放出的热量。单位：焦每千克，符号：单位：焦每千克，符号：J/kgJ/kg热值是燃料的一种特性，其大小只与

2、燃料的种类有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。关，与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关。燃料的热值观察热值表，你有什么收获？观察热值表，你有什么收获？煤油煤油 4.6107木炭木炭 3.4107汽油汽油 4.6107无烟煤无烟煤 3.4107氢气氢气 14.3107石油石油 4.4107焦炭焦炭 3.0107天然气天然气 （7.18.8)107柴油柴油 4.3107烟煤烟煤 2.9107煤气煤气 3.9107酒精酒精 3.0107干木柴干木柴 1.2107气体气体液体液体固体固体常用燃料的热值（单位：常用燃料的热值（单位：J/kgJ/kg

3、）关于燃料的热值正确的是（关于燃料的热值正确的是（ ）A A燃料的热值与燃料的燃烧程度有关燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B B燃料的热值与燃料的种类有关燃料的热值与燃料的种类有关C C燃料的热值与燃料的多少有关燃料的热值与燃料的多少有关 D D燃料的热值与上面三个因素都有关燃料的热值与上面三个因素都有关解析：解析：选选B B。热值是燃料的一种特性，它的大小。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、质量只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系。没有关系。【课堂练习】【课堂练习】下面说法不正确的是（下面说法不正确的是（ ）A A燃料燃烧时，将化学能转化为内能

4、燃料燃烧时，将化学能转化为内能B B人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的C Cl kgl kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值D D提高燃料的利用率是节约能源的重要措施提高燃料的利用率是节约能源的重要措施解析：解析：选选C C。lkglkg的某种燃料完全燃烧时放出的热量的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，必须加上叫做这种燃料的热值，必须加上“完全完全”两个字，两个字，故故C C错。错。热量的计算（1 1）固体或液体燃料）固体或液体燃料Q Q放放=mq=mq（2 2）气体燃料

5、：）气体燃料：Q Q放放=Vq=Vq有时放出的热量被其他物体吸收。若不计热量损失，有时放出的热量被其他物体吸收。若不计热量损失，则：则：m m燃燃 q q（V V燃燃q q）=cm=cm物物 t t; ;若考虑热量散失，若考虑热量散失，则：则： m m燃燃 q q（V V燃燃q q) )=cm=cm物物 t t例题：例题： 在未来几年将用上天然气，若某个家庭预计每月在未来几年将用上天然气，若某个家庭预计每月使用天然气使用天然气4m4m3 3，这些天然气完全燃烧放出的热量是，这些天然气完全燃烧放出的热量是_J_J，相当于，相当于_kg_kg柴薪完全燃烧放出的热量。柴薪完全燃烧放出的热量。（天然气

6、的热值约为（天然气的热值约为7.57.510107 7J/mJ/m3 3，柴薪的热值约为，柴薪的热值约为1 110107 7J/kgJ/kg）解析：解析：4m4m3 3天然气完全燃烧放出的热量天然气完全燃烧放出的热量Q Q放放=Vq=4m=Vq=4m3 3 7.57.510107 7J/mJ/m3 3=3=310108 8J J；柴薪的质量柴薪的质量m=Qm=Q放放/q=3/q=310108 8J/1J/110107 7J/kg=30kgJ/kg=30kg。答案：答案：3 310108 8 30 30在内燃机中，燃料释放在内燃机中，燃料释放的能量都到哪里去了？的能量都到哪里去了？燃料完全燃燃料

7、完全燃烧放出的能量烧放出的能量废气带走废气带走的能量的能量散热、克服散热、克服摩擦损失摩擦损失机械能机械能想一想讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能讨论交流：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？全部用来对外做有用功呢？由于机械传由于机械传动等，克服动等，克服摩擦所消耗摩擦所消耗的能量的能量燃料很难全部燃燃料很难全部燃烧，燃料的化学烧，燃料的化学能不能全部释放能不能全部释放机械传热机械传热损失一部损失一部分能量分能量热机真正热机真正转变为对转变为对外做功的外做功的部分部分废气排出带走的能废气排出带走的能量量的主要走向示意图的主要走向示意图热机中燃料释放能量热

8、机中燃料释放能量化学能化学能（100100 ）内能内能机械能机械能燃烧不完全燃烧不完全损失的能量损失的能量废气带走废气带走的能量的能量克服摩擦损克服摩擦损失的能量失的能量电流通过导电流通过导线时发热损线时发热损失的能量失的能量散热损失散热损失的能量的能量发电机发电机蒸汽轮机蒸汽轮机锅炉锅炉散热损失散热损失的能量的能量克服摩擦损克服摩擦损失的能量失的能量电能（电能（3030）火电站能流图火电站能流图由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃由图可知，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。烧时所释放能量的一部分。热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的热机

9、转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率，即：比值称为热机效率，即：热机效率W有有Q放放100%100%= =怎样提高热机的效率？使燃料充分燃烧;尽量减少各种热量损失；在热机的设计和制造上采用先进的技术；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。想想议议下列提高热机效率的方法中，不可行的是（下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ ）A A减少各种热损失减少各种热损失 B B加润滑油减少机器各部件之间的摩擦加润滑油减少机器各部件之间的摩擦C C充分利用废气的能量，如建热电站充分利用废气的能量，如建热电站 D D采取少消耗总能量的办法采取少消耗总能量的办法解析：解析：选选D D。提高热机效率的方法是减少各种能量。提高热机效率的方法是减少各种能量损失，充分利用燃料放出的能量，减小摩擦，尽损失，充分利用燃料放出的能量，减小摩擦，尽量少做额外功等。量少做额外功等。【课堂练习】【课堂练习】一、燃料的热值一、燃料的热值 定义：定义：1kg(m1kg(m3 3) )某种燃料完全燃烧放出的热量某种燃料完全燃烧放出的热量 单位：焦每千克，符号