資源簡介

第十四章 第2節 熱機的效率
教學目標：
從生活中體會不同燃料燃燒釋放熱量的本領不同，建立熱值的概念。（教學重點）
2.能簡單計算燃料燃燒放出的熱量。
3.能說出熱機工作時燃料釋放能量的主要流向，知道什么是熱機效率。（教學重點、難點）
知識點一：了解燃料的熱值
一、燃料
1.燃料燃燒過程的能量轉化：將______能轉化為_________能。
2.探究：燃燒相同質量的酒精和干木柴，比較它們放出熱量的多少？
1.需要的測量工具：______________。
2.應控制酒精和干木柴的__________相等以及水的_______和___________相等；
3.通過觀察燃料燃盡時，______________________來判斷燃料放熱多少。
4.在實驗過程中，水實際吸收的熱量_____(選填“大于”“小于”“等于”）燃料放出的熱量，原因可能是_____________________________________________________________。
結論：完全燃燒相同質量的不同燃料，放出的熱量一般是________的。放熱多的燃料，說明放熱能力____________。
二、燃料的熱值
1.在物理上用熱值表示燃料燃燒放熱本領。其符號是“q”。
2.定義：某種燃料完全燃燒____________與其__________之比。
3.單位：______________，符號：___________。
4.氫的熱值是:q氫=___________。其物理意義是：____________________________________。
5.熱值是燃料本身的一種特性，它只與___________有關，與_________________________、
_____________等無關。
燃料燃燒放熱的計算公式：Q放=_______________________。
上述實驗中，利用公式________________求出水吸收的熱量；利用公式____________求出酒精放出的熱量。發現Q吸______Q放(選填“大于”“小于”“等于”）最后根據數據計算出的酒精熱值比課本上的_____(選填“大”“小”“等于”），原因是_______________________________。
知識點二：認識熱機的效率
二、熱機的效率
1.爐子的熱效率
①分析爐子燒水的能流圖：
②爐子的效率：水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。
③計算公式：η=____________。
④提高爐子效率的方法：盡可能讓燃料充分燃燒、設法利用煙氣帶走的能量、改進爐灶結構等。
2.熱機的效率
①分析熱機的能流圖：
②熱機的效率：________________________與燃料完全燃燒放出的能量之比。
③計算公式：η=____________。
④提高熱機效率的方法：_____________________________________________________等。
課堂練習
1.對于燃料的熱值，下列說法中，正確理解的是 (　　 )
A.燃料的熱值跟燃料燃燒時放出的熱量成正比
B.燃料沒燃燒時就沒有熱值
C.就某種燃料而言，它的熱值是一個確定的值， 跟燃料的質量及燃料燃燒放出的熱量無關
D.容易燃燒的燃料熱值一定大
2.一臺內燃機運行時各種能量損耗大致為：汽缸散熱損失占25％，廢氣帶走的能量占30％，摩擦等機械損耗占10％，則內燃機的熱機效率為__________。
3.已知干木柴的熱值是1.2×107 J/kg，完全燃燒0.7 kg干木柴能放出多少熱量？
為了比較酒精和碎紙片熱值的大小,小明首先使用圖8所示的兩個完全相同的實驗裝置加熱初溫相同、質量均為M的水,當質量均為m的兩種燃料燃盡時,測得水升高的溫度分別為Δt1和Δt2;然后根據 計算出酒精的熱值;小紅同學用同樣的裝置進行實驗,發現在燃料燃盡之前水就沸騰了，無法比較出兩種燃料的熱值。解答(實驗中的測量值和計算值均正確):
(1)若Δt1>Δt2可得酒精的熱值___________碎紙片的熱值(選填“大于”“等于”或“小于”);
(2)此實驗計算出酒精的熱值比課本提供的________(選填“大”或“小”),原因是_____________
(3)為避免出現小紅同學實驗的情況,請提出一條改進建議______________________________
熱效率計算專練
爐子燒水的熱效率
1.燃氣灶燒水時，把質量為2 kg、初溫為20 ℃的水加熱到100 ℃，共燃燒了0.02 m3的天然氣(假設天然氣完全燃燒)。已知水的比熱容為4.2×103J /(kg·℃)，天然氣的熱值為
8.4×107J/ m3 。求：
（1）水吸收的熱量。
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量。
（3）燃氣灶燒水時的效率。
熱機的效率
3.一輛氫氣動力試驗汽車的質量為1.5×103kg，10min 內汽車在平直的路面上勻速行駛了
1.2×104m，消耗了0.15kg 的氫氣。此過程汽車發動機產生的牽引力為1.0×103N。（氫氣的熱值取1.4×108J/kg，g 取10N/kg）求：
（1）汽車牽引力所做功。
（2）汽車發動機的效率。
4.一輛小汽車的額定功率為30kw，當它以額定功率在水平路面上勻速直線行駛10min，消耗汽油為1.3kg，（汽油的熱值取4.6×107J/kg，g 取10N/kg）求：
（1）小汽車以額定功率勻速直線行駛10min，牽引力所做的功。
（2）完全燃燒1.3kg汽油放出的熱量。
（3）小汽車發動機的效率。

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