資源簡介

(共27張PPT)
14.2熱機效率的課件
學習目標1.從生活中體會不同燃料釋放熱的本領不同，建立熱值的概念；能簡單計算燃料釋放出的熱量。2.能說出熱機工作時燃料釋放的能量的主要流向；知道什么是熱機效率；如何提高熱機效率。
燃料燃燒是一種化學變化，燃料的化學能轉化為內能
新 課 引 入
1.你知道常見的燃料有哪些，它們分別屬于哪一類？
常見的燃料有煤、石油（加工煉制成汽油、煤油、柴油和液化氣等）、天燃氣等，農村還用草木等植物的秸桿作燃料。
固體燃料
氣體燃料
液體燃料
思考討論
2.根據你的經驗，相同質量的不同燃料，完全燃燒時放出的熱量是不是相同？這說明了什么？
為比較質量相同的不同燃料完全燃燒放出的熱量是否相同
熱值
根據生活實驗發現：1kg的煤燃燒釋放出的熱量比1kg木柴燃燒放出的熱量多。
由此可見：質量相同的不同燃料在完全燃燒時所放出的熱量是不同的。
不同燃料燃燒時放熱本領是不同的。
一、燃料的熱值
【提出問題】
不同燃料的放熱本領相同嗎？怎么比較它們誰的放熱本領強呢？
【實驗設計】
選取相同質量的不同燃料，點燃后，對相同質量的水進行加熱，比較兩杯水溫度的升高多少，來確定燃料的放熱本領。
實驗方法
控制變量法和轉換法
大量的實驗事實證明：
燃燒相同質量的不同燃料，放出的熱量是不同的。
熱值：表示燃料放出熱量的本領。
1. 定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比。
4. 物理意義：
熱值在數值上等于1 kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。
q: 燃料的熱值
Q：燃料完全燃燒放出的熱量
m: 燃料的質量
3. 熱值單位：焦每千克；符號：J/kg。
氣體燃料：J/m3。
V：氣體燃料的體積
2. 定義式：
完全燃燒：燒完、燒盡。
熱值是燃料的屬性（只與燃料的種類有關）
　　1. 請說出你熟悉燃料的熱值，并說明物理意義。
2. 觀察熱值表，你有什么收獲？
自主思考
　從熱量的角度分析，為什么發射火箭上天要用氫做燃料？
　　從熱量的角度分析，為什么發射火箭上天要用氫做燃料？
二、有關燃料燃燒放熱的計算
根據熱值表，計算一下10t氫完全燃燒放出多少焦耳的熱量？
若用干木柴完全燃燒來獲得這些熱量，需要多少t干木柴？
　　氫的熱值是1.4×108 J/kg
　　干木柴的熱值1.2×107 J/kg
放出熱量：Q = qm =1.4×108 J/kg× 10×103 kg
=1.4×1012 J
需要干木柴：
約120t干木柴與10t氫完全燃燒放出的熱量相當。

【算一算】
某個家庭預計每月使用天然氣4m3，這些天然氣完全燃燒放出多少熱量？相當于多少kg干木柴完全燃燒放出的熱量？（天然氣熱值為7.5×107J/m3，干木柴熱值為107J/kg）
解：Q = q氣V氣=7.5×107J/m3 ×4m3=3×108J；
三、熱機的效率
熱機效率：我們把熱機轉化成的機械能和燃料完全燃燒后放 出的能量之比

或
蒸氣機效率最低：6%~15%；
汽油機效率：20%~30%；
柴油機效率：30%~45%。
　 燃料的不完全燃燒、氣缸部件吸熱后的熱量散失、廢氣帶走的熱量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量損失的原因。因此，提高熱機效率，可提高燃料的利用率。
四、提高熱機效率的方法：
（1）保證良好的潤滑，減少因克服摩擦所消耗的能量。
（2）設法利用廢氣能量，是提高燃料利用率的重要措施。
五.熱機對環境的影響
1.熱機對大氣的影響。
（1）產生有毒氣體。
（2）產生大量二氧化碳，造成溫室效應。
（3）產生粉塵。
2.熱機產生噪音。
拓展延伸
利用煤、石油和天然氣等燃料進行供熱與供電的火力發電廠。熱電廠能較充分地利用發電廠釋放的廢熱，使燃料得到充分利用。既提高了燃料的利用率，也提高了發電廠的經濟收益。
熱電站
歸納總結
1.對比法相對于控制變量法能夠使實驗現象更加鮮明，更加直接明了的分析出來哪些因素對實驗造成影響。
2.熱機原理是將內能轉換成機械能，不同燃料的熱值不同，熱值是一個物質的屬性，與質量和體積無關。
機械效率總小于1(因為有用功總小于 總功)
3.熱機的效率總是小于1，因為燃料很難完全燃燒，能量的轉換過程中，有部分的熱量會散失，所以吸收的熱量一定小于放出的熱量。
4.提高熱機效率的方法：讓燃料盡可能充分燃燒，減少能量損失，改進設備加快熱量吸收。
C1.對于燃料的熱值，下列說法中，屬于正確理解的是(　　)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.就某種確定的燃料而言，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當堂檢測2．已知干木柴的熱值是1.2×107J/kg，完全燃燒0.7 kg干木柴能放出多少熱量？假設這些熱量全部被水吸收，能使多少千克水的溫度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。　　Q= 1.2×107J/kg×0.7 kg = 8.4×106J　　m=Qc(t-t0)8.4×106J4.2×103J/(kg·℃)×(70 ℃-20 ℃)　　=　　= 40 kg3. 關于熱機效率，下列說法正確的是(　　)A.熱機效率越高，即熱機做的有用功多B.熱機效率越高，即熱機的功率越大C.要提高熱機效率，就要盡量減少各種能量損失，并且要保證良好的潤滑D.提高熱機效率，有利于環保減排CD4．一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__________。35%課堂小結
1.燃料的熱值
Q＝mq
2.學會利用燃料的熱值計算燃料完全燃燒放出的熱量。
(m--燃料的質量
q --燃料的熱值
Q --燃料的熱量)
(燃燒相同質量的不同燃料，放出的熱量不同)
某種燃料完全燃燒放出的熱量/質量=燃料的熱值
課堂小結
3.知道什么是熱機的效率
(1)用來做________的那部分能量，與燃料__________放出的__________，
叫做熱機的效率。
(2)熱機的效率是熱機性能的重要指標。
4.提高燃料利用率的方法:
(1)讓燃料盡可能地充分燃燒。
(2)充分利用各種廢氣，減少熱量的損失。
有用功
完全燃燒
能量之比

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