資源簡介

(共13張PPT)
14.2 熱機的效率
目前，人類使用的能量，大部分是怎樣獲得的？
思 考
燃料燃燒的過程是 轉變為 的過程。
常見的燃料有哪些？
木材、煤等固體燃料
汽油柴油等液體燃料
天然氣等氣體燃料
燒開一鍋水，你會選擇什么燃料？為什么？
思 考
探究不同燃料的放熱本領是否相同？
相同質量的不同燃料燃燒，燃燒時放出的熱量不同
【實驗目的】
【猜想與假設】
【制訂計劃與設計實驗】
思考：
怎么比較燃燒時放出熱量的多少？
【實驗步驟】
小知識：1kg的干木柴完全燃燒，能放出1.2×103J的熱量，而1kg的無煙煤完全燃燒，能放出3.4×103J的熱量，幾乎是干木材的3倍。
比較單位質量的燃料完全燃燒放出的熱量
實驗表明，不同的燃料完全燃燒放出的熱量一般不同，即不同燃料的放熱本領不同
【實驗結論】
公式：
在物理學中，
把某種燃料完全燃燒時所放出的熱量與燃料質量的比叫做燃料的熱值
燃料的熱值
符號：
q
單位：
J/kg
物理意義：
表示燃料放出熱量本領的物理量。
1 kg的某種燃料完全燃燒所釋放的熱量。
燃料 熱值q/(J·kg-1) 燃料 熱值q/(J·kg-1) 燃料 熱值q/(J·m-1)
干木柴 1.2×107 酒精 3.0×107 氫氣 1.26×107
煙煤 2.9×107 柴油 4.3×107 天然氣 3.3×107
無煙煤 3.4×107 汽油 4.6×107 液化氣 4.9×107
焦炭 3.0×107 煤油 4.6×107 木炭 3.4×107 石油 4.4×107 煤氣 1.8×107
常見燃料的熱值
(1)對于氣體燃料
公式：
單位：
J/m3
(2)不同燃料的熱值一般不同，熱值是燃料本身的特性，它與燃料的種類有關，與燃料的質量、體積、是否完全燃燒等沒有關系
(1)對于固體和液體燃料的燃燒放出熱量的計算
燃料的熱值
Q＝qm
(2)對于氣體燃料的燃燒放出熱量的計算
Q＝qV
注意計算時單位要統一：
質量m：kg ；體積V：m3 ；熱值q：J/m3 ；熱量Q：J。
請思考汽油機的運轉過程中，燃料放出的能量是否全部用來對外作功了？
燃料燃燒
有用機械能
廢氣損失
散熱損失
機械損失
1.盡可能使燃料充分燃燒；
2.盡量減小各種熱量損失；
3.機件間保持良好的潤滑以減小摩擦。
提高熱機效率的主要途徑：
熱機效率
1. 熱機運轉中，對外做的有用功與燃料完全燃燒所釋放的能量的比值稱為熱機效率
熱機效率
2. 熱機效率的計算公式為
3、熱機工作時，真正轉化為對外做有用功的能量只是燃料燃燒所釋放能量的一部分， 所以任何熱機的效率都不可能達到100%。
1、為全面推進“鄉村振興”工程，加快農業農村綠色發展，我市部分農村地區已經使用上了天然氣燒水煮飯。小明同學用他家的天然氣灶將質量為2kg，初溫為20℃的水加熱到100℃，消耗了0.03m3的天然氣，已知【水的比熱容c=4.2×103J/（kg·℃），天然氣的熱值q=7.0×107J/m3】，求：
1、水吸收的熱量；
2、此天然氣灶的熱效率。
課后練習
2、某汽車在一段平直公路上勻速行駛6.9 km，消耗燃油1.5 kg，已知汽車牽引力是2 000 N，燃油熱值為4.6×107 J/kg，設燃油完全燃燒。求：
1、汽車牽引力做功。
2、消耗的燃油完全燃燒放出的熱量。
3、汽車發動機的效率。
課后練習
3、甲、乙、丙三圖裝置完全相同，燃料的質量、燒杯中液體的質量和初溫都相同。
課后練習
（1）為了得到質量相同的水和煤油，
需要的測量工具是 ；（2）根據實驗數據，小虎作出了水和
煤油的溫度隨加熱時間變化的圖象，如圖丁。觀察圖丁，
寫出一種比較比熱容大小的方法： ；煤油和水的比熱容之比是 ；
（3）接下來比較酒精和煤油熱值，小虎通過質量相同的燃料完全燒盡后水升高的溫度來比較熱值大小，燒杯中水的質量應該 （選填“大”或“小”）一些，原因是 ；
3、甲、乙、丙三圖裝置完全相同，燃料的質量、燒杯中液體的質量和初溫都相同。
課后練習
（4）小龍同學選擇用兩種燃料將甲、乙兩個裝置中的水均加熱至相同溫度，她試圖通過測量 來反映這兩種燃料熱值的大小關系；
（5）實驗室備有酒精溫度計、煤油溫度計和水銀溫度計（玻璃泡中液體質量相等），幾種測溫物質的相關數據如下表所示，為了減小熱損失對實驗的影響，應該選擇 溫度計。

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