資源簡介

(共19張PPT)
熱機效率
學習目標
1、從能量轉化的角度認識燃料的熱值。
2、掌握有關熱值的計算。
3、通過能量的轉化和轉移，認識熱機效率。
4、提高熱機效率的方法。
柴薪
煤炭
石油
天然氣
從哪里獲得內能？　
燃料燃燒把化學能轉化為內能
【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？
知識點 1
燃料的熱值
【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。 我們用熱值這個概念來表示燃料放出熱量的本領。
熱值：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比。
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。
定義式：
q: 燃料的熱值
Q：燃料完全燃燒放出的熱量
m: 燃料的質量
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
觀察熱值表，你有什么收獲？（信息、物理含義）
煤油 4.6×107
木炭 3.4×107
汽油 4.6×107
無煙煤 3.4×107
氫氣 1.4×108
石油 4.4×107
焦炭 3.0×107
天然氣 4.4×107
柴油 4.3×107
煙煤 2.9×107
煤氣 3.9×107
酒精 3.0×107
干木柴 1.2×107
氣體
液體
固體
常用燃料的熱值（單位：J/kg或J/m3）
　　從熱量的角度分析，為什么發射火箭上天要用氫做燃料？
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。

Q：燃料完全燃燒釋放的熱量
ｑ：燃料的熱值
ｍ：燃料的質量
V：氣體燃料的體積
固體和液體燃料
氣體燃料
單位：焦每千克 ，符號：J/kg
焦每立方米，符號：（J/m3）
知識點2 燃料完全燃燒放出熱量的計算公式
Q放= mq （液體和固體）
Q放= Vq (氣體)
　　為什么發射火箭上天要用氫做燃料？
想一想
根據熱值表，計算一下10噸氫完全燃燒放出多少焦耳的熱量？
再算算，若用干木柴完全燃燒來獲得這些熱量，需要多少噸干木柴？
　　氫的熱值是1.4×108 J/kg
　　干木柴的熱值1.2×107 J/kg
Q = mq=1.4×108 J/kg× 10×103 kg=1.4×1012 J
需要干木柴
約120噸干木柴完全燃燒放出的熱量等于10噸氫完全燃燒放出的熱量。
知識點3 熱機的效率
　　 在內燃機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？
　　 用來做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機的效率。
【熱機的效率】
蒸汽機的效率只有6%~15%
柴油機的效率為30%~45%
汽油機的效率為 20%~30%
議一議
怎樣提高熱機的效率？
使燃料充分燃燒;
盡量減少各種熱量損失；
在熱機的設計和制造上采用先進的技術；
注意保養，保證良好的潤滑，減少因克服摩擦阻力而額外消耗的能量。
熱機中燃料釋放能量的主要走向示意圖
廢氣排出帶走的能量
由于機械傳動等，克服摩擦所消耗的能量
燃料很難全部燃燒，燃料的化學能不能全部釋放
機械傳熱損失一部分能量
　熱機真正轉變為對外做功的部分
【例題】某汽車的輸出功率是60kW，正常行駛的速度為54km/h，汽車內燃機的效率是25%，該汽車要是行駛108km，要消耗多少kg的汽油？（汽油的熱值4.6×107J/kg）
分析：（1）要計算出消耗的汽油質量，根據Q=mq可知，需要求出消耗的汽油完全燃燒釋放的熱量。
（2）又根據 可知，需要求出汽車行駛過程中做的有用功；
（3）又根據W=Pt可知，需要求出汽車行駛的時間；
（4）汽車行駛的時間t可由速度公式求出。
課題練習
1.以下提高熱機效率的方法中，錯誤的是(　)。
A．盡量減小熱機功率　　　　　　　　　　　　　　　
B．盡量使燃料充分燃燒
C．保證轉動部分良好的潤滑
D．盡量減少各種熱散失
A
2.關于熱值的概念，
下列說法中正確的是(　)。
A．燃料燃燒越充分，其熱值越大
　 B．燃料沒有燃燒，其熱值為零
　 C．燃料燃燒時放出熱量越多，
其熱值越大
　 D．燃料的熱值與燃料的質量
及燃燒情況無關
D
熱機的效率
一、燃料的熱值
1.燃料的分類
固體燃料
燃料 液體燃料
氣體燃料
熱值反映了燃料燃燒特性，即不同燃料在燃燒過程中化學能轉化為內能的本領大小。
公式： 或氣體燃料
二、熱機的效率
1.定義：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機的效率，用字母η表示。
2、符號：η， 3.公式：
4.熱機的改進方法
小結
2.熱值
定義：1千克（每立方米）某種固體或液體（氣體）燃料完全燃燒放出的熱量稱為該燃料的熱值。符號為q表示單位J/Kg或J/m
三、熱機與環境

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