第二节__热机的效率

1、热机的效率热机的效率第十四章第十四章 第第节节柴薪柴薪煤炭煤炭石油石油天然气天然气从哪里获得内能？从哪里获得内能？固体燃料液体燃料气体燃料燃料可分为三种请你说说请你说说日常生活中常用到的燃料有哪些？日常生活中常用到的燃料有哪些？ 常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。用草木等植物的秸杆作燃料。不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁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？的放热本领强呢？经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃经验告诉我

2、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。我们用烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值热值这个这个概念来表示概念来表示燃料放出热量的本领燃料放出热量的本领。一、燃料的热值一、燃料的热值想想议议想想议议 质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放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。出的热量是不同的。 在物理学中，把在物理学中，把1kg1kg某种燃料在某种燃料在完全燃烧完全燃烧时所放出的热量叫做时所放出的热量叫做燃料的热值燃料的热值。热值的符号：热值的符号：q 单位：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车化为内能的本领的大小的物理

3、量，同种燃料的热值与燃料的质量无关。 燃料燃烧放热公式：Q放 =mq 注意：对气体燃料热值是指：1m3燃料完全燃烧放出的热量 .单位：J/m3 气体燃料燃烧放热公式：Q放 =Vq某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的叫做这种燃料的热值热值( q )。国际单位：国际单位：焦每千克焦每千克；符号：；符号：J/kg。气体燃料的单位：气体燃料的单位：焦每立方米；焦每立方米；符号：符号：J/m3。1热值热值热值在数值上等于热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出某种燃料完全燃烧放出的热量。的热量。（1）定义）定义（2）物理意义）物理意义 （3）

4、单位）单位无烟煤的热值为无烟煤的热值为3.4107J/kg，表示，表示1kg的煤在完全的煤在完全燃烧时所放出的热量为燃烧时所放出的热量为3.4107J。液化气的热值为液化气的热值为4.9107J/m3，表示表示1m3的液化气的液化气在完全燃烧时所放出的热量为在完全燃烧时所放出的热量为4.9107J。为什么发射火箭上天要用氢做燃料？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有关燃料燃烧放热的计算想一想想一想根据热值表，计算一下根据热值表，计算一下10吨吨氢氢完全燃烧放出完全燃烧放出多少焦耳的热量？多少焦耳的热量？再算算，若用再算算，若用干木柴干木柴完全燃烧来获得这些热完全燃烧来获得

5、这些热量，需要多少吨干木柴？量，需要多少吨干木柴？查表可知：氢的热值是查表可知：氢的热值是1.4108 J/kg查表可知，干木柴的热值是查表可知，干木柴的热值是1.2107 J/kgQ 放放 = mq =10103 kg1.4108 J/kg =1.41012 J需要干木柴需要干木柴的质量的质量kg 101.2J/kg 101.2J 101.45712q qQm约约120吨吨干木柴干木柴完全燃烧放出的热量等于完全燃烧放出的热量等于10吨吨氢完全燃烧放出的热量。氢完全燃烧放出的热量。练习：1kg烟煤完全燃烧可以放出多少热量？这些热量全部被水吸收，可以把多少千克20的水烧开？（q烟煤=2.9107

6、J/kg）解： Q放=mq =1kgX2.9107J/kg =2.9107J由Q=cmt得，得，m =Qct)20(100)J/(kg. 1034.2J102.97=86.31kg在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？释放的能量都到哪里去了？无用的无用的机械机械能能有用机械能有用机械能二、热机的效率二、热机的效率想一想想一想燃气燃气内能内能损失的内能损失的内能热量损失1燃料未能完全燃烧燃料未能完全燃烧;2 废气带走很大一部分能量：废气带走很大一部分能量：排气冲程废气的温度较高，内能较大排气冲程废气的温度较高，内能较大;3 一部分

7、能量消耗在散热上一部分能量消耗在散热上冷却水带走能量。冷却水带走能量。4 克服摩擦做功克服摩擦做功活塞和曲轴在运动时克服摩擦做功。活塞和曲轴在运动时克服摩擦做功。能量流向图不完全燃烧1 定义：用来做有用功的那部分能量与燃料定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所释放的能量完全燃烧所释放的能量之之比。比。2 公式：公式：=热机效率:用来做有用功（用来做有用功（w有用有用）燃料完全燃烧所释放的能量燃料完全燃烧所释放的能量(Q放放)100%W=Pt W=FS 炉子效率 1 定义：定义：水或其它物质吸收的热量水或其它物质吸收的热量与燃料完与燃料完全燃烧所释放的能量全燃烧所释放的能量之之比。比。

8、2 公式：公式： =吸收的热量（吸收的热量（Q吸吸）燃料完全燃烧所释放的能量燃料完全燃烧所释放的能量(Q放放)100%热机的效率热机的效率1、定义：在热机里、定义：在热机里 的那的那 部分能量跟部分能量跟 的能的能 量之比，叫做热机的效率。热机的效率量之比，叫做热机的效率。热机的效率 都都 。用来做有用功用来做有用功燃料完全燃烧所获得燃料完全燃烧所获得小于小于12、热机在工作过程中造成能量损失的因素有：、热机在工作过程中造成能量损失的因素有： 燃料很难全部燃烧；燃料很难全部燃烧； 排出的废气带走能量排出的废气带走能量； 热机部件要散热热机部件要散热； 克服运转机件之间的摩擦消耗能量克服运转机件

9、之间的摩擦消耗能量。热机的效率热机的效率2、热机在工作过程中造成能量损失的因素有：、热机在工作过程中造成能量损失的因素有： 燃料很难全部燃烧；燃料很难全部燃烧； 排出的废气带走能量排出的废气带走能量； 热机部件要散热热机部件要散热； 克服运转机件之间的摩擦消耗能量克服运转机件之间的摩擦消耗能量。3、提高热机效率的方法：、提高热机效率的方法： 尽量让燃料充分燃烧；尽量让燃料充分燃烧； 设法利用废气的能量设法利用废气的能量； 减少能量损失减少能量损失； 保证良好的润滑保证良好的润滑。热机的效率热机的效率4、减少大气污染的措施：、减少大气污染的措施： 改进改进燃烧设备燃烧设备；采取；采取集中供暖集中

10、供暖； 城市普及城市普及煤气煤气和和天然气天然气的使用；的使用； 在内燃机的排气管在内燃机的排气管安装消声器安装消声器。热机与环境：热机与环境：污染污染大气污染大气污染热污染热污染噪声污染噪声污染：热岛效应热岛效应温室效应温室效应热机及以热机为动力热机及以热机为动力的机器产生的噪声的机器产生的噪声1.内燃机的四个冲程中有两个冲程发生了能量的转内燃机的四个冲程中有两个冲程发生了能量的转 化：一化：一 是压缩冲程，二是是压缩冲程，二是 冲程。虽然汽油冲程。虽然汽油 和柴油都是内燃机的工作物质，但是相同质量的汽和柴油都是内燃机的工作物质，但是相同质量的汽 油和柴油完全燃烧时放出的热量却油和柴油完全燃

11、烧时放出的热量却 。2.柴油机上安装了一个笨重的飞轮，这是为了柴油机上安装了一个笨重的飞轮，这是为了 。做功做功不同不同利用飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气冲程利用飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气冲程3.转速为转速为1800r/min的四冲程内燃机，每秒经过的四冲程内燃机，每秒经过 个冲程，做功个冲程，做功 次。若该内燃机次。若该内燃机 的功率为的功率为9000W，则一次做功，则一次做功 J。60156001.热机是把 转化为 的装置。2.在汽油机的四个冲程中，将机械能转化为内能的是 冲程，将内能转化为机械能的是 冲程。3.干木材的热值是1.2107 J/Kg，它的物理意义是 。要放出 3.610

12、7 J的热量，需要完全燃烧 Kg的干木材。我能行内能机械能压缩做功1Kg干木材完全燃烧放出的热量是1.2107 J3 蒸汽机的效率只有蒸汽机的效率只有6%15% 汽油机的效率为汽油机的效率为 20%30%柴油机的效率为柴油机的效率为30%45%C1对于燃料的热值，下列说法中，属于正确对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是理解的是 ( ) A燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比比 B燃料没燃烧时就没有热值燃料没燃烧时就没有热值C就某种确定的燃料而言，它的热值是一个就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量

13、跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关无关D容易燃烧的燃料热值一定大容易燃烧的燃料热值一定大练一练练一练2.一台汽油机的功率为一台汽油机的功率为7350W，它每小时消耗的汽，它每小时消耗的汽油为油为2.5kg，这台汽油机的效率为多大？（汽油的热，这台汽油机的效率为多大？（汽油的热值为值为4.6107J/kg）解：Q有=W=Pt=7350w3600s=2.646107JQ总=Q放=mq=2.5kg4.6107J/kg=1.15108J%23%100 xJ101.15J102.646wQQ87有用放总Q作业题 某饰品加工厂用酒精喷灯加工饰品，张峰师傅在某饰品加工厂用酒精喷灯加工饰品，张峰师傅在1min内用去酒精内用去酒精5g，被加工的质量为，被加工的质量为36g的铜饰的铜饰品温度从品温度从20上升到上升到1070 。 已知：已知：C铜铜=0.39103J/（kg） ， q酒精