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(共20張PPT)
第2節(jié) 熱機(jī)的效率
第十四章 內(nèi)能的利用
新課引入
這些車輛以什么方式獲得能量？
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道熱值的含義及單位、物理意義。
2．會(huì)應(yīng)用熱值的概念進(jìn)行簡單的燃燒放熱的計(jì)算。
3．知道熱機(jī)效率的含義，了解熱機(jī)能量的損失以及提高效率的主要途徑。
4.了解熱機(jī)的使用對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)和給環(huán)境帶來的影響。
1.燃料的種類
燃料的熱值
一
新課講授
討論：生活中我們可以使用哪些可燃燒的材料燒開一壺水？
草木、煤炭等
石油、酒精、汽油等
煤氣、天然氣 等
1kg草和1kg汽油完全燃燒釋放的熱量相同嗎？
固體燃料
液體燃料
氣體燃料
不同的燃料，即使質(zhì)量相同，完全燃燒放出的熱量也是不同的。我們?cè)撛鯓颖容^不同燃料燃燒時(shí)這種放熱性能優(yōu)劣？
為比較不同的燃料，即使質(zhì)量相同，完全燃燒放出的熱量也是不同的
熱值
討論：
燃料燃燒發(fā)生的是什么反應(yīng)？能量如何轉(zhuǎn)化？
化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
化學(xué)反應(yīng)
新課講授
在物理學(xué)中，把1kg某種燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱量叫做這種燃料的熱值
熱值的符號(hào)：q 單位：J/kg（J/m3）
無煙煤的熱值為3.4×107J/kg，表示的含義：
液化氣的熱值為4.9×107J/m3，表示的含義：
1kg的煤在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為3.4×107J
1m3的液化氣完全燃燒時(shí)所放出的熱量為4.9×107J
（1）定義：
（2）單位及符號(hào)：
（3）物理意義：
2、燃料的熱值
新課講授
觀察熱值表，你有什么收獲？
燃料的熱值只與燃料的種類有關(guān)。
火箭
新課講授
例題1：下列說法中正確的是（ ）。
A. 燃料的熱值與燃料燃燒的程度有關(guān)
B. 燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)
C. 燃料的熱值與燃料的多少有關(guān)
D. 燃料的熱值與以上三個(gè)因素都有關(guān)
B
知識(shí)點(diǎn)：燃料熱值的理解
針對(duì)訓(xùn)練
熱量的計(jì)算
二
新課講授
干木柴的熱值：q木柴=1.2×107J/kg
質(zhì)量 放熱
1kg 干木柴 1.2×107J
2kg
1.2×107J×2
3kg
1.2×107J×3
m
1.2×107J×m
Q總=mq （固體、液體）
煤氣的熱值：q煤氣=3.9×107J/ m3
體積 放熱
1m3 煤氣 3.9×107J
2m3
3.9×107J×2
3m3
3.9×107J×3
v
3.9×107J×v
Q總=v q（氣體）
新課講授
熱量的計(jì)算
二
由熱值所表示的物理意義可得出：
燃料完全燃燒放熱計(jì)算公式:Q = mq Q = Vq
計(jì)算：500g汽油完全燃燒時(shí)可以放出多少熱量？
解：查表可知，汽油的熱值q=4.6×107J/kg
∵ m = 500 g = 0.5 kg
∴ Q = mq = 4.6×107J/kg×0.5kg= 2.3×107J
答：500g汽油完全燃燒時(shí)可以放出2.3×107J的熱量
V的單位是m3
m的單位是kg
新課講授
熱量的計(jì)算
二
燃料完全燃燒放出的能量
廢氣帶走的能量
散熱、克服摩擦損失
機(jī)械能
　　 在內(nèi)燃機(jī)中燃料是否能夠完全燃燒？燃料燃燒釋放的能量都到哪里去了？
新課講授
想一想
由圖可見，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做有用功的能量只是燃料燃燒時(shí)所釋放能量的一部分。
熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全 燃燒所釋放的能量的比值稱為熱機(jī)效率。
1、定義：
2、計(jì)算公式：
3、注意：
η=
100％
×
W有
Q放
（1）因?yàn)闊釞C(jī)在工作過程中總有能量損失，所以熱機(jī)的效率永遠(yuǎn)小于100 %
（2）熱機(jī)效率沒有單位。或可以說單位為1
熱機(jī)的效率
三
新課講授
了解：各種熱機(jī)的效率:
蒸汽機(jī)的效率只有6%~15%
柴油機(jī)的效率為30%~45%
汽油機(jī)的效率為 20%~30%
新課講授
4、提高熱機(jī)效率的主要途徑:
減少熱機(jī)工作中的各種能量損失.
首先要減少燃燒過程中的熱量損失;
如：掌握好火花塞點(diǎn)火或噴油嘴噴油的最佳時(shí)間；蒸汽類熱機(jī),常將煤研磨成粉狀,用風(fēng)吹入鍋爐內(nèi)燃燒.這些措施都可以使燃料燃燒得更充分一些。
其次是要盡量簡化機(jī)械傳動(dòng)部分,并選用優(yōu)良的潤滑材料減小摩擦,以減少機(jī)械損失.
具體方法:
再如：合理利用廢氣（火電站排出的熱氣供暖）
新課講授
例題2：燃?xì)庠顭畷r(shí)把質(zhì)量為2 kg、初溫為20 ℃的水加熱到100 ℃，共燃燒了0.02天然氣（假設(shè)天然氣完全燃燒）。已知水的比熱容為4.2× J/（kg·℃），天然氣的熱值為8.4× J/。求：
（1）水吸收的熱量。
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量。
（3）燃?xì)庠顭畷r(shí)的效率。
知識(shí)點(diǎn)：熱機(jī)的效率計(jì)算
針對(duì)訓(xùn)練
【解析】
（1）水吸收的熱量：
Q吸
=
=
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量：
Q放
（3）燃?xì)庠畹男剩?br/>。
針對(duì)訓(xùn)練
燃料的熱值。
熱機(jī)的效率:把熱機(jī)所做的有用功與所用燃料完全燃燒釋放的熱量之比叫作熱機(jī)的效率。熱機(jī)的效率總小于1。
改變世界的熱機(jī):蒸汽機(jī)、蒸汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
地球就在我們手中：廢氣污染、溫室效應(yīng)、熱污染、噪聲污染等。
知識(shí)要點(diǎn)
1.下列關(guān)于熱機(jī)和環(huán)境保護(hù)的說法中，正確的是（ ）。
D
A. 熱機(jī)排出的尾氣沒有內(nèi)能
B. 熱機(jī)的效率能達(dá)到100%
C. 熱機(jī)都是使用汽油作燃料
D. 熱機(jī)的大量使用會(huì)造成環(huán)境污染
實(shí)戰(zhàn)演練
2.（1）燃料燃燒過程：把燃料的 能轉(zhuǎn)化為 能。
（2）燃料的熱值：1 kg的某種燃料 燃燒放出的熱量，叫作這種燃料的熱值。符號(hào)： ；單位： 。
（3）燃料的熱值是燃料的一種特性。同種燃料的熱值相同。酒精的熱值是3.0× J/kg，表示的物理意義是 的酒精完全燃燒所放出的熱量是 。
（4）燃料燃燒放出熱量計(jì)算：Q= 。變形式m= ；q= 。
化學(xué)
熱
完全
q
1kg
3.0×107J
mq
實(shí)戰(zhàn)演練

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