第四章 内能的利用 2热机的效率

1、第十四章内能的利用第十四章内能的利用第第2 2节节 热机的效率热机的效率课前回顾内燃机的定义与分类。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内燃机的四个冲程以及各个冲程的能量是如何转化的。是如何转化的。热量的计算公式热量的计算公式Q=cmt Q吸=cm(t-t0) Q放=cm(t0-t) 导入新课固体燃料液体燃料气体燃料燃料可分为三种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？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，充分燃经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分

2、燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。概念来表示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。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的热量。某种燃料完全燃烧放出的热量。（1）定义）定义（2）物理意义）物理意义

3、（3）单位）单位几种燃料的热值（焦几种燃料的热值（焦/千克）千克） 氢氢1.4 108 汽油4.6 107 酒精3.0107 柴油3.3 107 煤气（约）3.9 107 煤油4.6 107 天然气7.18.8 107 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 ） 小结：热值：热值的符号：q q 热值的单位：J/kgJ/kg（J/mJ/m3 3）1kg1kg某种燃料在某种燃料在完全燃烧完全燃烧时所放出的时所放出的热量叫做热量叫做燃料的热值燃料的热值。1.燃料燃烧是 变化？（填“物理”

4、或“化学”）其能量的转化是 能转化为 能。 2. 酒精的热值为3.0107J/kg，它的物理意义是 煤气的热值为3.9107J/m3，它的物理意义是 化学化学内1kg的酒精完全燃烧放出的热量为3.0107J1m3的煤气完全燃烧放出的热量为3.9107J第十四章内能的利用第十四章内能的利用第第2 2节节 热机的效率热机的效率年级：初三科目：物理主讲：劳老师 1千克某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。（2）单位： J/kg （或 J/m3）焦每千克（或焦每立方米）（1）定义：Q放 = qm（3）公式：质量热值（4） q煤油=4.6107 J/kg的意义： 1kg的煤油完全燃烧时放出的热量

5、为4.6107 J或:Q放 = qV体积请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。2了解燃料的热值表了解燃料的热值表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多少焦完全燃烧放出多少焦耳的热量？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量，完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？需要多少吨干木柴？氢的热值是氢的热值是1.4108 J/kg干木柴的热值干木柴的热值1.2107 J/kg

6、放出热量放出热量Q = 热值热值质量质量 =1.4108 J/kg 10103 kg =1.41012 J需要干木柴需要干木柴kg 101.2J/kg 101.2J 101.45712热值热值热量热量m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。1、理解热值：热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量和是否完全燃烧无关。2、计算燃料燃烧放出的热量： A.固体燃料： Q放 =qm B.气体燃料： Q放 =qV 1.木炭的热值为q=3.4107 J/kg，完全燃烧质量为m=5kg木炭放出的热量为多少？2

7、.煤气的热值为q=3.9107 J/m3 ，完全燃烧体积为V=10m3的煤气放出的热量为多少？=3.4107 J/kg 5kg=1.7 108J解：Q放=qm=3.9107 J/m3 10m3 =3.9108J解：Q放=qV.太阳能热水器内装有250kg、温度为25 的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到65 ，若水的比热为c水= 4.2103J/(kg ) ,则：（1）水吸收的热量是多少？（2）需要完全燃烧多少千克的干木材来供热？（假设干木材所放出的热量被水完全吸收。）【其中干木材的热值为q=1.2107 J/kg。 】第十四章内能的利用第十四章内能的利用第第2 2节节 热机的效率热机的效率

8、由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只燃料燃烧时所释放能量的一部分。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热机的效率热机的效率想一想想一想燃燃气气内内能能损失的内损失的内能能 用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做烧放出的能量之比，叫做热机的效率热机的效率。 热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧热机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：释放的能量的比值称为热机效率，即：=

9、W W有有Q Q放放100%100%（1 1）热机的效率是热机性能的重要指标）热机的效率是热机性能的重要指标2 2提高热机效率，节约能源，减少污染提高热机效率，节约能源，减少污染（2 2）提高效率的途径）提高效率的途径 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； 改进热机，减少各种能量损失；改进热机，减少各种能量损失； 利用废气的能量。利用废气的能量。 蒸汽机的效率只有蒸汽机的效率只有6 6%1515% % 汽油机的效率为汽油机的效率为 20%20% 30%30%柴油机的效率为柴油机的效率为30%30% 45%45%C1对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解对于燃料的热

10、值，下列说法中，属于正确理解的是的是 ( ) A燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 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，它的热值是一个确就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关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已知干木柴的热值是已知干木柴的热值是1.2107 J/kg，完全燃，完全燃烧烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由

11、部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 升高到升高到70 ？已知水的比热容为？已知水的比热容为4.2103 J/(kg)。练一练练一练Q = 1.2107 J/kg0.7 kg = 8.4106 Jm =Qc(t - -t0) 8.4106 J 4.2103 J/(kg)(70 - -20 ) = = 40 kg3. 关于热机效率，下列说法正确的是：关于热机效率，下列说法正确的是：( ) A热机效率越高，即热机做的有用功多热机效率越高，即热机做的有用功多 B热机效率越高，即热机的功率越大热机效率越高，即热机的功率越大 C要提高热机效率，就要尽量减少各种能量要提高热机效率，就要尽量减少各种能量

12、损失，并且要保证良好的涧滑损失，并且要保证良好的涧滑 D提高热机效率，有利于环保减排提高热机效率，有利于环保减排 C D练一练练一练4一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占汽缸散热损失占25，废气带走的能量占，废气带走的能量占30，摩擦等机械损耗占摩擦等机械损耗占10，则内燃机的热机效率为，则内燃机的热机效率为_。 35%练一练练一练第十四章内能的利用第十四章内能的利用第第2 2节节 热机的效率热机的效率知识总结1热值（q ）：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值。 A.单位：焦耳/千克。 B燃料燃烧放出热量计算： Q放=qm；Q放=qv 2

13、利用内能可以加热，也可以做功。 3.热效率：物体吸收的热量与燃料完全燃烧放出的能量之比 =Q吸/Q放4内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程。一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周。5热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。的热机的效率是热机性能的一个重要指标=W/Q放6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。热机的效率能达到热机的效率能达到100%100%吗？为什么？吗？为什么？不能达到不能达到100%100%，因为热机中可用于做，因为热机中可用于做有用

14、功的能量只是燃料完全燃烧所放出的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，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所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于比值必然小于1 1，即热机效率小于，即热机效率小于100%100%。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A2、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为节约能源，需提高热机的效率。为节约能源，需提高热机的效率。下列措施中不能提高热机效率的是下列措施中不能提高热机效率的是 （ ） A A 尽量使