資源簡介

(共20張PPT)
第十四章 內能的利用
第2節 熱機的效率
你知道火箭是如何獲得巨大的機械能的嗎？它用的是什么燃料呢？為什么發射火箭不用汽油或柴油呢？
觀察與思考
新知引入
1.知道熱值的含義及單位、物理意義。
2.會應用熱值的公式進行簡單的計算。
3.知道熱機效率的含義，了解熱機能量的損失以及提高效率的主要途徑。
學習目標
煤
酒精
天然氣
若用這些燃料加熱相同質量的水，需要燃料的多少一樣嗎？
不一樣，因為質量相等的不同燃料(種類)在完全燃燒時所放出能量的本領不同。
新知學習
知識點一：燃料的熱值
　　某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比。
1.定義：
3.公式：
　　國際單位：焦每千克；符號：J/kg。
　　氣體燃料的單位：焦每立方米；符號：J/m3。
4.單位：
固體或液體
氣體燃料
燃料的熱值
表示燃料完全燃燒時放熱本領的物理量。熱值在數值上等于1 kg（或1 m3）質量（或體積）的某種燃料完全燃燒放出的熱量。
2.意義：
常用燃料的熱值（單位：J/kg或J/cm3）
1. 燃料的種類不同，燃料的熱值一般不同；但也有可能相同，如煤油和汽油等。
2. 熱值是燃料的一種特性，反映了不同燃料在燃燒過程中，化學能轉化為內能的本領的大小。燃料的熱值只與燃料的種類有關，與燃料的形態、質量、體積以及是否完全燃燒無關。
燃料 熱值 燃料 熱值
干木柴 約1.2×107 柴油 4.3×107
煙煤 約2.9×107 煤油 4.6×107
無煙煤 約3.4×107 汽油 4.6×107
焦炭 3.0×107 氫 1.4×108
木炭 3.4×107 煤氣 約3.9×107
酒精 3.0×107 沼氣 約1.9×107
例：計算7Kg汽油完全燃燒釋放的熱量。（q=4.6×107J/Kg ）
已知：
m=7Kg, q=4.6×107J/Kg
求:
Q
解:
Q=mq
=7Kg×4.6×107J/Kg
=3.22×108 J
答:完全燃燒釋放的熱量為3.22×108 J
練一練
為什么爐渣顏色有的黑有的白？靠近爐灶有什么感覺？
不能完全燃燒
熱，溫度比周圍高
放出來的熱量比按熱值計算的小
有效利用的熱量比實際放出來的小
新知學習
知識點二：熱機的效率
1.熱機燃料能量的走向
由于機械傳動等,克服摩擦所消耗的能量
燃料不能完全燃燒
廢氣排出帶走的能量
機械傳熱損失的能量
熱機真正轉變為對外做功的部分
對于熱機而言，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。
做有用功的能量
燃料完全燃燒放出的能量
熱機效率
公式
定義
（1）熱機的效率是熱機性能的重要指標。熱機的效率高，它的機械性能就越好。在做功同樣多的情況下，就消耗更少的燃料，從而節約能源，減少污染。
（2）熱機的效率總小于1。
2.熱機的效率
3.常見熱機的效率
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%
噴氣式發動機的
效率為50%~60%
所有的機械效率都小于1
4. 提高熱機效率的主要途徑
（1）盡量減少各種熱量損失，設法利用廢氣的能量。
熱電站：大型發電機常由蒸汽輪機推動，為了提高燃料的利用率，
蒸汽輪機排出的廢氣可以用來供熱,這就是熱電站。
(2)在熱機設計和制造上提高技術水平和使用新材料。
(3)保證良好的潤滑,減少因摩擦額外消耗的功。
(4)使燃料充分燃燒。
這些方法可以提高熱值嗎？
熱機的效率能達到100%嗎？為什么？
不能達到100%，因為熱機中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃燒所放出的能量的一部分，這部分能量遠小于總能量，所以其與燃料完全燃燒所放出的總能量的比值必然小于1，即熱機效率小于100%。
【想一想】
熱機的效率
燃料的熱值
熱機的效率
定義：對外做的有用功與燃料完全燃燒所釋放的能量之比
提高熱機效率的方法
定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比
單位：J/kg
公式：Q = mq(固、液) Q = Vq（氣）
公式：
W有
Q放
η＝
課堂小結
1.木炭的熱值為3.4×107J/kg，它表示1kg木炭（　　）
A.具有3.4×107J的熱量
B.具有3.4×107J的內能
C.完全燃燒對外做功3.4×107J
D.完全燃燒放出熱量3.4×107J
D
隨堂練習
2.關于燃料的熱值，下列說法中正確的是（　　）
A.燃料的熱值越大，燃燒時達到的溫度就越高
B.燃料的熱值越大，燃燒時放出的熱量就越多
C.燃料燃燒越充分，則燃料的熱值就越大
D.燃料的熱值與燃料的質量及燃燒情況無關
D
3. 為節約能源，需提高熱機的效率，下列說法中錯誤的是（ ）
A. 盡量使燃料充分燃燒
B. 盡量減少熱機部件間的摩擦
C. 盡量減少廢氣帶走的熱量
D. 盡量增加熱機的工作時間，就可以讓熱機的效率達到 100%
D
4.兩臺汽油機，甲做的有用功是乙的1.5倍，甲的效率是25%，乙的效率是30%，那么甲與乙消耗的汽油的質量之比是（　　）
A．9：5 B．5：6 C．5：9 D．6：5
A
5.用天然氣灶燒水，燃燒1m3的天然氣，使100kg的水從20℃升高到70℃。天然氣熱值3.2×107J/m3，求
（1）1m3天然氣完全燃燒放出熱量；
（2）水吸收的熱量；
（3）天然氣灶的效率。
解析：（1）天然氣完全燃燒放出的熱量： Q放=Vq=1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J；
（2）水吸收的熱量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（70℃-20℃）=2.1×107J；
（3）天然氣灶的效率：

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