热机的效率 【知识架构+拓展提升】九年级物理 高效备课课件（人教版）

柴薪煤炭石油天然气从哪里获得内能？燃料燃烧把化学能转化为内能如何比较不同燃料燃烧时放热本领的不同？等质量的煤和干木柴，完全燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。用热值来描述燃料放出热量的本领。1.物理意义2.

定义：燃料完全燃烧放出的热量与其质量（或体积）之比，叫做这种燃料的热值。用q表示。3.定义式：Q：放出的热量（J）m：质量（kg）、V体积（m3）。热值在数值上等于1kg（或1m3）某种燃料完全燃烧放出的热量。4.单位：J/kg或J/m3。3.定义式：Q：放出的热量（J）m：质量（kg）、V体积（m3）。1kg的焦炭完全燃烧时，放出的热量为3.0×107J。q焦炭=3.0×107J/kg的物理意义：5.燃料的热值是物质本身的一种特性，它只与燃料种类有关，与燃料是否燃烧，燃烧是否充分无关。6.推导式：（1）固体或液体：（2）气体：燃料的内能散热、克服摩擦损失，燃烧不充分废气带走的能量有用机械能热机利用内能的情况1、定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧所释放的能量之比叫热机的效率。2、定义式：热机效率总是小于13、推导式：（是机械功）一次做功冲程的有用功m:一个工作循环吸入燃料的质量pS汽缸L气体燃料：Q总=Vq

蒸汽机的效率只有6%~15%

汽油机的效率为20%~30%柴油机的效率为30%~45%

4、一些热机的效率热机效率总是小于11.定义：水所吸收的热量和燃料完全燃烧所释放的能量之比。2.定义式：锅炉效率总是小于13.推导式：4.提高锅炉效率的主要途径：（1）利用废气（3）把燃料磨成粉状或小颗粒，把空气吹入炉膛，使得燃烧更充分。（2）改进热机的构造一、燃料的热值二、热机的效率三、锅炉的效率（W有是机械功）生产的发展需要强大的动力，从蒸汽机到汽油机、柴油机，一直到蒸汽轮机和涡扇发动机，人们都在不断寻找高效的热机．下列关于热机效率的说法错误的是(

)A.使用新材料新技术提高柴油机的压缩比可以提高效率B.随着科技的不断发展，热机的效率会达到100%C.燃料和氧化剂充分混合燃烧，可以提高喷气发动机的效率D.经常检查内燃机内部并对转动部分加润滑油，可以提高热机的效率B..

内燃机使用的燃料一般不能完全燃烧，假设某高效内燃机的燃料可以完全燃烧，能量流向如图所示，该内燃机的效率为__________(用图中的物理量表示)；为了提高内燃机的效率，可采取的措施是_________________________________________________________________________________．将废气重新利用(用隔热性能好的材料做缸体；增加机械部件之间的润滑程度等)燃料的种类很多，有固体燃料、液体燃料、气体燃料等，如煤、木柴、酒精、天然气等，用木材和煤将相同质量的水烧开，需要燃烧更多的木材，这是因为_______________________；酒精灯中使用的酒精热值为3.0×107J/kg，3.0×107J/kg物理意义是_____________________________________；酒精灯中的酒精消耗一些后，热值________(选填“会”或“不会”)发生变化．木柴的热值小于煤的热值完全燃烧1kg酒精放出的热量是3.0×107J不会如图所示为我国自主研制的可工程化应用的整体式固体火箭发动机．整体式固体火箭发动机用固态推进剂作燃料，固态推进剂的热值为4.25×107J/kg，完全燃烧0.5kg的固态推进剂可放出__________J的热量；若推进剂在氧气不足的条件下燃烧，推进剂的热值________(选填“大于”“小于”或“等于”)4.25×107J/kg.2.125×107等于

除了固体火箭发动机外，还有液体火箭发动机，液体火箭发动机经常使用液氢液氧作为推进剂．用液氢作为液体发动机的燃料是利用液氢的________大，燃烧后排出的气体对环境无害的特点，已知液氢的热值为1.4×108J/kg，完全燃烧一罐液氢放出的热量为3.514×108J，这罐液氢的质量为________kg.热值2.51

小明家洗澡用的热水由天然气热水器提供．小明洗澡时热水器进水温度为24℃，出水温度为40℃，洗澡消耗50kg的热水，洗澡前后小明观察了家中的天然气表，洗澡消耗天然气0.2m3，小明家天然气热水器的效率为________．[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，q天然气＝4.2×107J/m3]40%

工厂有甲、乙两台汽油发电机，已知甲、乙汽油发电机的功率之比为2∶1，在相同时间内它们消耗的汽油质量之比为8∶5，它们的热机效率之比为__________．5∶4

某工厂有一台柴油发电机作为停电时的应急设备，这台发电机的最大发电功率为50kW，发电1h消耗柴油10.5kg，发电1h柴油完全燃烧放出的热量为__________J，发电机的效率为________．(柴油的热值为4.3×107J/kg，效率结果保留两位有效数字)4.515×10840%一个质量为50kg的人从一楼爬至十一楼，每层楼高3m，假设燃烧4×10－4kg汽油放出的热量的焦耳数与人爬楼梯克服重力做的功相同，g取10N/kg，汽油的热值为4.6×107J/kg.求：(1)如果汽油不完全燃烧，汽油的热值________(选填“变大”“变小”或“不变”)；(2)人爬楼克服重力做的功；(3)请你分析这些汽油有没有完全燃烧．不变解：(2)人的重力

G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N从一楼爬到十一楼上升的高度

h＝10×3m＝30m从一楼爬到十一楼克服重力做功

W＝Gh＝500N×30m＝1.5×104J(3)由题可知，燃烧4×10－4kg汽油放出的热量的焦耳数与人爬楼梯做的功相同，假设汽油完全燃烧，则放出的热量Q放＝m汽油q＝4×10－4kg×4.6×107J/kg＝1.84×104J4×10－4kg汽油完全燃烧放出的热量大于人爬楼梯消耗的能量，故这些汽油没有完全燃烧．我国的汽车保有量在迅速上升，汽车内燃机的效率每提升一点，都能降低环境保护压力，若某一家庭小汽车的内燃机效率为30%，每行驶100km消耗的汽油约8L，每年行驶约2×104km.已知汽油的密度为0.71×103kg/m3，汽油的热值为4.6×107J/kg.求：(1)一年内汽车消耗的汽油完全燃烧放出的热量；(2)若汽车燃气的效率提升1%，一年内可以节省汽油的质量．(结果保留两位小数)解：(1)汽车行驶100km所消耗的汽油的质量m＝ρV＝0.71×103kg/m3×8×10－3m3＝5.68kg一年内汽车的耗油量m1＝

×5.68kg＝1136kg一年内汽车消耗的汽油完全燃烧放出的热量Q总＝m1q＝1136kg×4.6×107J/kg＝5.2256×1010J解：(2)一年内汽车做有用功所需的汽油的质量m2＝1136kg×30%＝340.8kg内燃机效率提高后为30%＋1%＝31%效率提高后所需汽油的质量m3＝汽车每年节约汽油的质量m4＝m1－m3＝1136kg－1099.35kg＝36.65kg如图所示的雾炮车，既可喷洒药液消毒，也可喷洒水雾进行除尘；在某次行驶时该车的质量为1×104kg，已知该车以20m/s的速度在路上匀速行驶了6km，发动机的输出功率为100kW，消耗柴油2L，假设这段运动过程中，雾炮车所受阻力为车重的0.04倍，不计雾炮车质量变化，(柴油的密度为0.83×103kg/m3，柴油的热值为4.3×107J/kg，g取10N/kg)求：(1)雾炮车前进克服阻力做的功；(2)该雾炮车发动机的效率．(结果保留两位有效数字)解：(1)由题意知，雾炮车所受的阻力f＝0.04G＝0.04mg＝0.04×1×104kg×10N/kg＝4×103N雾炮车前进克服阻力做的功W＝Fs＝fs＝4×103N×6×103m＝2.4×10