《热机的效率》精品课件.ppt

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第14章内能的利用,14.2热机的效率,导入新课,它们都离不开燃料。

燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。

1、你知道的燃料有哪些,它们分别属于哪一类？

常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料.,燃料可分为三种：

固体燃料、气体燃料、液体燃料,液体燃料,固体燃料,气体燃料,思考讨论,2、我们要烧开同一壶水，现有三种燃料：

干草、木柴、煤炭，用哪种燃料用量最少？

（为什么提供相同的能量）不同燃料所需的量不同？

质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出能量的本领不同.,想一想,燃料的种类很多，固态燃料有木柴、煤等，液体燃料有汽油、酒精等，气体燃料有煤气、天然气等.根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同？

要找出事实来支持你的观点，并进行分析.,相同质量的不同物质，燃烧时放出的热量是不同的.如，同样烧熟一餐饭，用煤气较少，用煤较多，用干木柴更多，农村用庄稼秸秆要一大堆.,燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，转变为内能。

相同质量的不同燃料燃烧放出的热量是不同的。

热值：

指单位质量的某种物质完全燃烧所放出的热量。

其符号是q。

热值单位：

J/kg（或J/m3）,一.燃料的热值,小资料,煤气:

3.9107J/m3物理意义:

1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3.9107J,热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关。

固体或液体燃料：

Q放=mq气体燃料：

Q放=Vq,木炭:

3.4107J/kg物理意义:

1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4107J,1.关于燃料的热值正确的是【】A.燃料的热值与燃料的燃烧程度有关B.燃料的热值与燃料的种类有关C.燃料的热值与燃料的多少有关D.燃料的热值与上面三个因素都有关,B,2.小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg的烟煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的热量（烟煤的热值q=2.7107J/kg）?

解：

m1.5kgq2.7107J/kg由Qmq可得：

Qmq1.5kg2.7107J/kg4.05107J,练一练,3.用家用燃气热水器烧水洗澡，假如洗一次澡要用掉天然气0.14m3。

问:

完全燃烧这么多的天然气能放出多少焦的热量？

（q8107J/m3）,解：

V0.14m3q8107J/m3由QVq可得：

QVq0.14m38107J/m31.12109J答：

完全燃烧这么多的天然气能放出1.12109J的热量.,观察,散热、克服摩擦损失,废气带走的能量,在内燃机中燃料不能完全燃烧。

燃料燃烧释放的能量主要去向是：

废气带走一部分热量；克服机械摩擦损失一部分能量；散热损失一部分热量；一部分转化为有用的机械能。

想想议议,在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？

燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？

废气内能,散热损失,机械损失,有用机械能,高温高压燃气,燃料完全燃烧放出的能量,1.燃料很难完全燃烧,实际放出热量计算热量,2.有效利用热量放出热量,二.热机的效率,化学能（100）,内能,机械能,燃烧不完全损失的能量,废气带走的能量,克服摩擦损失的能量,电流通过导线时发热损失的能量,散热损失的能量,发电机,蒸气轮机,锅炉,散热损失的能量,克服摩擦损失的能量,电能（30）,火电站能流图,由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。

蒸气机效率最低：

6%15%；汽油机效率：

20%30%；柴油机效率：

30%45%。

热机效率：

用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。

用天然气灶烧水，燃烧1m3的天然气，使100kg的水从20升高到70.（天然气热值3.2107J/m3）求：

（1）天然气完全燃烧放出热量.

（2）水吸收的热量.（3）天然气灶的效率.,例题,解：

（1）V1m3q3.2107J/m3由QVq可得：

Q放Vq1m33.2107J/m33.2107J

（2）C4.2103J/（kg）m100kgt702050由Q吸Cmt可得：

Q吸4.2103J/（kg）100kg502.1107J（3）答：

（略）,1.热机的效率是热机性能的一个重要指标.如：

两辆排量相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油少的那辆，汽油机的效率高，性能好.,2.能量损失、热机效率不高的原因:

燃料的不完全燃烧气缸部件吸热后的热量散失废气带走的热量克服摩擦做功而消耗的能量,注意,3.提高热机效率的途径和节能方法：

尽量使燃料充分燃烧（把煤磨成煤粉或煤粒，加大与氧气的接触面积）保证良好润滑减少摩擦；尽量降低各种热损失；（尾气、缸体等）在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施。

（热电站）,煤、石油、天然气等燃料的利用，使人们获得大量内能，给人类文明带来进步.同时也造成环境污染，给人们带来危害.,造成污染的主要物质有：

燃料里含有杂质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化硫、氮氧化物等，燃烧不完全还会产生一氧化碳和粉尘.,工业企业、交通运输工具，家庭炉灶和取暖设备，它们排放的烟尘是大气污染的主要来源.,保护环境的有效方法：

改进燃烧设备，加装消烟除尘装置，采取集中供热，普及煤气和天然气的使用.,内能的利用和环境保护,1.下列提高热机效率的方法中，不可行的是【】A.减少各种热损失B.加润滑油减少机器各部件之间的摩擦C.充分利用废气的能量，如建热电站D.采取少消耗总能量的办法,2.要提高热机效率，下列哪种做法在理论上是不正确的？

【】A.尽量保持机件之间良好的润滑B.尽量减少机器的散热损失C.尽量减少废气带走的内能D.尽量减少曲轴传给飞轮的机械能,D,C,练一练,动手动脑学物理,1.汽油的热值为4.6107J/kg.这个数值究竟有多大？

有人通过一个具体的例子来认识汽油热值的大小：

一个60kg的人，从大厦的1楼步行到第11楼（走了10层楼），每层楼的层高为3m，他克服重力做了多少焦耳的功？

如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等，需要汽油的质量是多少？

这大约相当于生活中什么物体的质量？

解：

m60kgg10N/kg由Gmg可得：

G60kg10N/kg600Nh3m1030m由WGh可得：

W600N30m1.8104JQ放W1.8104Jq4.6107J/kg由Q放mq可得：

答：

他克服重力做了1.8104J的功，大约需要汽油的质量是0.39g，这大约相当于生活中一粒药片的质量,2.如果燃烧干木柴跟燃烧煤油放出的热量相等，干木柴的质量应该等于煤油质量的几倍？

请列出相关计算式来说明理由.,解：

Q木柴放Q煤油放由Q放mq可得：

m木柴q木柴m煤油q煤油答：

木柴的质量约等于煤油质量的4倍.,3.全球汽车保有量在迅速增长，截至2011年，全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆.每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%.如果能把内燃机效率提高1%，全球每年可以节约多少燃油？

4.提高热机的效率具有哪些积极意义？

请你列出一个回答问题的提纲，不必展开陈述.,节约燃料，减少燃料过快的消耗；减少对大气的污染；减慢温室效应，有利于可持续发展等.,小结,一.燃料的热值,热值：

指单位质量的某种物质完全燃烧所放出的热量。

其符号是q。

热值单位：

J/kg（或J/m3）,二.热机的效率,用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。

蒸气机效率最低：

6%15%；汽油机效率：

20%30%；柴油机效率：

30%45%。

保护环境的有效方法：

改进燃烧设备，加装消烟除尘装置，采取集中供热，普及煤气和天然气的使用.,内能的利用和环境保护,