資源簡介

(共26張PPT)
物理 人教版
九年級全一冊
第十四章　內能的利用
第二節　 熱機的效率
新課導入
我們從哪里獲得內能？
柴薪
石油
煤炭
天然氣
學習目標
1.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。
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。
學習目標
教學重點：
燃料的熱值和熱機的效率。
教學難點：
對熱機效率的理解。
知識全解
知識點1　燃料的熱值
我們要燒開同一壺水，現有三種燃料：干草、木柴、煤炭，用哪種燃料用量最少？
為什么提供相同的能量
不同燃料所需的量不同？
不同燃料
放出的熱量不同
質量相同
完全燃燒
放熱本領不同
知識全解
知識點1　燃料的熱值
熱值：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量（體積）之比叫做這種燃料的熱值。
符號：
公式：
單位：焦 /千克 ( J/kg )（固體和液體）
焦 /立方米 （J/m3)（氣體)
知識全解
知識點1　燃料的熱值
物理意義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。
知識全解
知識點1　燃料的熱值
物理意義：
木炭的熱值: 3.4×107J/kg
1千克木炭完全燃燒時放出的熱量是3.4×107J。
焦爐煤氣的熱值: 約1.7×107J/m3
1立方米焦爐煤氣完全燃燒時放出的熱量約為1.7×107J。
知識全解
知識點1　燃料的熱值
燃料的熱值是燃料的一種特性，其大小只與燃料的種類有關，與燃料的質量（體積）、是否完全燃燒無關。
一定要記住！
知識全解
知識點1　燃料的熱值
內燃機中的燃料燃燒，釋放的能量都到哪里去了？
燃料的化學能
散熱、
克服摩擦
廢氣帶走的能量
有用機械能
不完全燃燒部分
知識全解
知識點1　燃料的熱值
實際放出熱量<計算熱量
高溫高壓 燃氣
機械損失
有用機械能
燃料完全燃燒放出的能量
有效利用熱量<放出熱量
知識全解
知識點2　熱機的效率
熱機效率：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。
公式：
內燃機
熱傳遞（燒水）
知識全解
知識點2　熱機的效率
蒸汽機的效率只有6%~15%
汽油機的效率為 20%~30%
柴油機的效率為30%~45%
知識全解
知識點2　熱機的效率
思考：如何提高熱機效率？
（1）使燃料充分燃燒；
（2）盡量減少各種熱量損失；
（3）保持良好的潤滑以減小摩擦；
（4）利用廢氣的能量（主要措施）
當堂練習
1.某學校每天向學生提供100kg開水，下表所列為幾種常見燃料的熱值。現將質量為100kg，初溫為20℃的水燒開，所需燃料質量最少的是（燃料完全燃燒）（　　）
A．燃料油 B．酒精 C．無煙煤 D．煙煤
A
當堂練習
解析　
由表中數據可知，幾種燃料的熱值大小關系為：q燃料油＞q無煙煤＞q酒精＞q煙煤，將質量為100kg，初溫為20℃的水燒開需要吸收的熱量一定，假如燃料完全燃燒釋放的熱量全部被水吸收，燃料油的熱值最大，所需燃料的質量最少。
故選：A。
當堂練習
2.汽車加油站嚴禁煙火，是為了預防汽油_______（填物態變化）被點燃而引發爆炸；完全燃燒100g汽油可以放出______________J的熱量（汽油的熱值為4.6×107J/kg）。
汽化
4.6×106
當堂練習
解析　
汽油常溫下容易汽化，氣態的汽油遇火星便可被點燃，所以加油站提示“禁止吸煙”“請熄火”等。
完全燃燒100g的汽油可以放出Q＝mq＝4.6×107J/kg×0.1kg＝4.6×106J。
當堂練習
3.如圖所示，是汽油機的能量流向圖，對照此圖，下列說法不正確的是（　　）
A．廢氣的排放所占的比例最大，減少該部分能量損失是提高熱機效率的有效手段
B．冷卻水能量的二次利用可以提高能量的利用率
C．該汽油機工作時汽油沒有完全燃燒，則汽油的熱值會減小
D．該汽油機的能量利用率為 28%
C
當堂練習
解析　
A、由圖示知，廢氣帶走了大部分的能量，所以減少該部分的能量損失是提高熱機效率的有效手段，故A正確；
B、冷卻水帶走的熱量僅次于廢氣帶走的熱量，所以冷卻水能量的二次利用可以提高能量利用率，故B正確；
C、熱值是燃料的一種特性，只與燃料的種類有關，與是否完全燃燒沒有關系，因此汽油沒有完全燃燒，汽油的熱值與不燃燒時相同，故C錯誤；
D、該汽油機的熱機效率為η＝98%﹣33%﹣30%﹣7%＝28%，故D正確。
故選：C。
當堂練習
4.汽車已進入百姓家庭，汽車發動機性能的好壞倍受人們關注。在汽車發動機的設計過程中，既要考慮能量的有效利用，又要考慮發動機的冷卻問題。[汽油熱值為4.6×107J/kg，汽油密度為0.7×103kg/m3，水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃）]
（1）為了防止發動機過熱，汽車的冷卻系統常用水的循環來降低發動機的溫度。5kg水在冷卻系統中溫度升高50℃，所吸收的熱量是多少？
（2）10L汽油在汽車發動機汽缸內燃燒30min，可以釋放出多少能量（假設汽油完全燃燒）？若發動機輸出的功率為6×104W，則此汽車發動機的效率是多少？（汽車發動機效率的計算結果精確到1%）
當堂練習
解析　
（1）水溫升高50℃吸收的熱量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×5kg×50℃＝1.05×106J；
（2）汽油的體積V＝10L＝0.01m3，由ρ＝得汽油的質量：
m＝ρV＝0.7×103kg/m3×0.01m3＝7kg，
這些汽油完全燃燒放出的熱量：
Q放＝mq＝7kg×4.6×107J/kg＝3.22×108J，
發動機工作時間t＝30min＝1800s，
發動機做的有用功：
W＝Pt＝6×104W×1800s＝1.08×108J，
發動機的效率：η＝×100%＝×100%≈34%。
本課小結
熱機的效率
燃料的熱值：
某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量（體積）之比叫做這種燃料的熱值。
熱機的效率：
符號、公式、單位
燃料的熱值是燃料的一種特性，其大小只與燃料的種類有關，與燃料的質量（體積）、是否完全燃燒無關。
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。
公式
提高熱機效率：
（1）使燃料充分燃燒；
（2）盡量減少各種熱量損失；
（3）保持良好的潤滑以減小摩擦。
（4）利用廢氣的能量（主要措施）
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