《热机效率》课件

第二章

改变世界的热机第3节

热机效率1.通过经历“分析汽车内燃机的能量流向”的过程，了解热机效率的概念.2.通过对比，了解不同热机的效率值.3.了解热机的使用对社会的贡献和给环境带来的污染.讨论交流：热机里的能量转化在内燃机里，燃料释放的能量都到哪里去了？知识点1热机效率燃料释放的热量（100%）废气（33%~35%）冷却水（30%~32%）摩擦与辐射（7%~9%）100%输出有用功（25%~30%）发动机风扇（10%）变速齿轮（10%）轴（4%）克服车轮阻力（17%）克服空气阻力（42%）克服爬坡阻力（17%）汽车内燃机的能量流向

我们把热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机的效率。公式：

用来描述热机的性能，是热机性能的重要指标。由于热机在工作过程中总有能量损失，热机的效率总小于1。一些热机的效率蒸汽机4%~8%燃汽轮机50%~60%蒸汽轮机25%~30%汽油机26%~40%柴油机34%~45%喷气发动机50%~60%如何提高热机的效率？提高热机效率的途径：（1）使燃料充分燃烧。（2）尽量减少各种热损失。（3）在热机的设计和制造上，采用先进的技术。（4）使用热机时，注意保养，保证良好的润滑，合理调整运动零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。汽车在平直公路上匀速行驶9.2km，消耗燃油1kg，已知汽车的牵引力是2000N，则汽车发动机的效率是______。(燃油热值取4.6×107J/kg)解析：汽车发动机做的有用功W有用=Fs=2000N×9.2×103

m=1.84×107

J

40%燃油完全燃烧放出的热量Q放=mq=1kg×4.6×107

J/kg=4.6×107J汽车发动机的效率η=W有用/Q放=1.84×107J/4.6×107J=40%18世纪中后期，蒸汽机的应用，实现了纺织工业机械化18世纪末，蒸汽机广泛应用在采矿业上用蒸汽轮机发电的火电站极大地推动了人类的第一次工业革命知识点2热机的使用与环境保护热机极大地提高了生产力，极大地改变了交通方式

几百年来，为了提高热机效率，科学家、工程师去探索、创新，技术日趋先进，应用更加广泛。各种火电站和热电站，蒸汽轮机正将煤炭、天然气和石油转化为电能；以热机为动力的汽车、飞机、轮船把世界联系在一起。热机造成的环境污染：1.大气污染

热机工作时排放的大量氮氧化物、碳氧化物、铅等是大气污染的主要来源，直接危害人体健康，影响农作物的生长。2.噪声污染

大量由热机作动力的机器工作时产生的噪声，影响人类的正常生活，甚至危害人体健康。3.热污染

热机排出的二氧化碳，引起“温室效应”，热机产生的废气和冷却水带走的热量，成为“热岛效应”的元凶之一。保护环境的措施：①研究和开发低能耗、污染小的高性能热机；②改进燃烧设备，消除烟尘；③提高燃料的综合利用率，采取集中供暖；④在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染；⑤节约能源和开发新能源，实现可持续发展。下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是()A.热机的大量使用会造成环境污染B.所有的热机都是用柴油作为燃料C.汽车排出的尾气全部都是有毒气体D.热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除解析：热机的大量使用会带来噪声和大气污染,其噪声无法通过消声器完全消除,排出的废气中有一定量的有毒气体,并非完全是有毒气体。不同热机的燃料一般是不同的。故A正确。答案：A热机效率热机效率物理意义能量转化定义影响因素

1.某种燃料完全燃烧

与其

⁠之比，叫做这种燃料

的热值。2.燃料燃烧放热的计算公式：Q放＝

⁠。3.热值是燃料本身的一种

。木炭的热值为3.4×107J/kg，其物

理含义是

⁠。4.热机的效率：

与

⁠

⁠之比。放出的热量

质量

mq

特性

1kg木炭完全燃烧放出的热量为3.4×107J

用来做有用功的那部分能量

燃料完全燃烧放出

的能量

1.对于燃料的热值，下列说法中正确的是(

C

)A.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C.就某种燃料而言，它的热值是一个确定的值，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C1232.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为

⁠。35％

1233.燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃

烧了0.02m3的天然气(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为8.4×107J/m3。求：(1)水吸收的热量。解：(1)水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃

－20℃)＝