物理全册第十四章第2节热机的效率课件（新版）新人教版.ppt

1、第2节 热机的效率,学习目标,知识与技能,1.从能量转化的角度认识燃料的热值.知道燃料热值的物理意义及其单位. 2.了解内能的利用在人类发展史上的重要意义. 3.通过能量的转化和转移，认识热机效率.,过程与方法,1.通过对燃料燃烧过程的分析，归纳出燃料燃烧过程中的能量转化. 2.通过对热机中的能量转化及损失的分析，了解提高热机效率的具体措施.,情感、态度与价值观,1.通过学习提高热机效率的具体措施，帮助学生提高节能意识；初步认识科学技术的发展对自然环境造成的影响，增强环保意识. 2.通过燃料燃烧放出有害物质的学习，使学生初步认识到事物都是一分为二的，培养学生初步的辩证的观点，养成辩证看问题的良

2、好习惯.,学习难点,学习重点,学具准备,燃料的热值，热机效率的计算,热机中的能量转化及损失，提高热机效率的具体措施,多媒体课件,1.燃料的热值 物理学中，把某种燃料_时放出的热量与其_之比叫做这种燃料的热值，可用字母q表示，它是燃料的一种特性.热值在数值上等于_某种燃料_放出的热量.,完全燃烧,质量,1kg,完全燃烧,2.热机的效率 对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量散失了.用来做_的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之_，叫做热机的效率.,有用功,比,1、汽油机有哪四个冲程？ 2、哪些冲程发生了能量的转化？如何转化？,柴薪,煤炭,石油,天然气,从哪里获得

3、内能？,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？,经验告诉我们，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。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。,一、燃料的热值,想想议议,某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。,国际单位：焦每千克；符号：J/kg。 气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。,1热值的概念,热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。,（1）定义,（2）物理意义,（3）单位,对于热值的理解，我们要抓住三个关键词：“某种燃料”、“完全燃烧”、“热量与其质量之比”.,“某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关，反映了燃

4、料的燃烧特性、化学能转化成的内能的本领大小.,“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽.某种燃料，只有在完全燃烧时放出的热量与质量之比才是这种燃料的热值，如果用没有完全燃烧放出的热量计算出的热值就比实际值小.,“热量与其质量之比”可以理解为热值是针对一定质量的燃料而言的，如果同种燃料的质量不同，则完全燃烧时放出的热量大小不同.,请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。,2热值是燃料的属性,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,想一想,根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？,再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？,氢的热值是1.4108 J

5、/kg,干木柴的热值1.2107 J/kg,放出热量Q = 热值q质量m = 1.4108 J/kg 10103 kg = 1.41012 J,需要干木柴,约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。,例1 甲、乙两种燃料完全燃烧时，甲放出的热量较多，那么（ ） A.甲燃料的热值一定大于乙燃料的热值 B.甲燃料的质量一定大于乙燃料的质量 C.甲燃料的质量和热值都比乙燃料的大 D.甲燃料的热值可能比乙燃料的热值小,解析： Q放的大小与质量m和燃料的热值q都有关，即Q放=mq，因此，甲放出的热量较多，其质量和热值不一定大，但是质量和燃料热值的乘积一定大，故应选D.,D,例2

6、在一次物理实验中，共燃烧酒精42g，如果酒精完全燃烧，则能释放多少热量？这些热量被10kg的水完全吸收，水的温度能上升多少摄氏度？酒精的热值q=3.0107J/kg，水的比热容c=4.2103J/（kg）,解：Q放 = mq = 4210-3kg3.0107J/kg=1.26106J， 由Q放 = Q吸 = cmt，得： 即酒精完全燃烧释放的热量是1.26106J；水的温度能上升30.,热值反映了所有能燃烧的物质的一种性质，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系.,总结：

7、,高温的空气带走相当一部分热量，,燃料很难完全燃烧,被水吸收的热量,燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小，例如用煤烧水。,一部分热量直接散失掉,二、热机的效率,燃料的利用率,热机的效率视频,提高锅炉效率的措施:,（1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。 （2）减少各种热量损失。,将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更完全燃烧；,加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量； 使用较好的保温材料，减少热损失。,通常的锅炉，燃料利用率比较低，因此在节约能源上改造的潜力巨大。,1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，叫做热机的效率。

8、,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？,想一想,热机的效率,损失的内能,无用的机械能,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%,（1）热机的效率是热机性能的重要指标,2提高热机效率，节约能源，减少污染,（2）提高效率的途径 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； 利用废气的能量。,例3 为了响应国家“节能减排”的号召，同学们讨论家用汽车的节能方法，你认为下列方法不合理的是（ ） A.开车过程中不宜频繁地急加油和急刹车 B.定期清理汽车后备箱中的不常用物品，减小汽车负载 C.夏天开车开空调时，空调的温

9、度不宜过低 D.驾车长期低速行驶,会造成汽油的浪费,可以减小汽车的阻力，行驶时可以节约耗油量,驾车在上坡时低速行驶以增大牵引力，而当在平路上行驶时还要以适当的速度行驶，这样可以节约耗油量,不合理,合理,合理,合理,D,图14.2-3 斯蒂芬森的“火箭号”蒸汽机车，它诞生于1829年,图14.2-4 摩托车使用汽油机，挖土机使用柴油机，货船使用大型柴油机,阅读教材P25STS从火车到火箭短文.,图14.2-6 自带燃料和氧化剂的火箭,图14.2-5 高温高压水蒸气直接推动蒸汽轮机的叶片,1对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 ( ) 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

10、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,C,知识点1 燃料的热值,2已知干木柴的热值是1.2107 J/kg，完全燃烧0.7 kg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20 升高到70 ？已知水的比热容为4.2103 J/(kg)。,解：Q = 1.2107 J/kg0.7 kg = 8.4106 J,= 40 kg,3. 完全燃烧15千克热值是 3.4107焦耳/千克的木炭，能产生多少热量？想要获得这些热量，需要完全燃烧多少千克氢气？(q氢=1.4 108焦耳/千克),解

11、：Q = mq = 15kg3.4107J/kg = 5.1108J,= 3.64 kg,4. 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 B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,CD,知识点2 热机的效率,5一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%,热机的效率,提高效率的途径 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； 利用废气的能量。,1.在帮助学生理解热值

12、概念时，可以课前让学生做社会实践调查：家庭（农村）炉灶的变化及燃料使用的变化，体会相同质量的不同燃料在燃烧时释放的热量有明显差异.认识不同燃料的热值不同，并由此引导学生分析、讨论如何有效提高燃料的利用率. 2.有效利用燃料是节约能源、保护环境的重要措施，讲解这个问题是为了强调节约能源、注意环保的重要性，对学生进行节能教育，关于保护环境问题，通过这部分内容的学习，一方面是为了提高学生的环保意识，另一方面要让学生辩证地看待科学进步对人类社会的影响，使学生初步认识到事物都是一分为二的，培养学生初步的辩证唯物主义的观点，养成辩证看问题的良好习惯.,1.汽油的热值为4.6107J/kg.这个数值究竟有多

13、大？有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：一个60kg的人，从大厦的1楼步行至第11楼（走了10层楼），每层楼的层高为3m，他克服重力做了多少焦耳的功？如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等，需要汽油的质量是多少？这大约相当于生活中什么物体的质量？,解：克服重力做功W=Gh=m人gh=60kg10N/kg30m=1.8104J； 汽油完全燃烧放热Q放 = W = m汽油q，需要汽油的质量 相当于6根火柴的质量.（一根火柴质量约65mg，其他物体合理即可）,（见教材P26 动手动脑学物理）,2.如果燃烧干木柴跟燃烧煤油放出的热量相等，干木柴的质量应该等于煤油质量的几倍？请列出相关计算式来说明理由.,解：因为Q放=m木柴q木柴=m煤油q煤油，查出q木柴=1.2107J/kg，q煤油=4.6107J/kg，所以 即干木柴的质量应该等于煤油质量的3.83倍.,3.全球汽车保有量在迅速增长，截至2011年，全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆.每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%.如果