最新新人教版第十四章第2节热机的效率.ppt.ppt

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1、热机的效率,第十四章内能的利用,1什么是热机？2汽油机一般有几个冲程，分别是什么？3一循环分别有几个冲程,对应做几次功，飞轮转几圈？4在热传递过程中，传递能量的多少叫做什么？5什么是机械效率？,科学.技术.社会,从火车到火箭,热机,蒸汽机内燃机汽轮机喷气发动机火箭,它们都离不开燃料。,固体燃料,液体燃料,气体燃料,燃料可分为三种,请你说说日常生活中常用到的燃料有哪些？,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，还用草木等植物的秸杆作燃料。,质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。,一、燃料的热值,1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种

2、燃料的热值。,2、符号:,q,J/kgJ/m3,4、意义：,表示燃料燃烧时放热本领的物理量。,3、单位：,5、热值在数值上等于,1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧无关,质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。,在物理学中，某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量或体积之比。,热值的符号：q单位：J/kgJ/m3读作焦每千克或焦每立方米，,固体和液体燃料,气体燃料,热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小的物理量，同种燃料的热值与燃料的质量或体积无关。,7、几种燃料的热值（焦/千克）,氢1.4108,汽油4.6107,酒精3.

3、0107,柴油3.3107,煤气（约）3.9107,煤油4.6107,天然气7.18.8107,烟煤（约）2.9107,无烟煤（约）3.4107,焦炭3.0107,木炭3.4107,干木柴（约）1.2107,（J/m.3）,（J/m.3）,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）、是否完全燃烧无关。,1.不同物质的热值一般相同吗？2有没有不同物质热值相同的？3哪种物质的热值最大？它是多少？表示的物理意义是什么？,热值的物理意义木炭:3.4107J/kg物理意义: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火箭为什么用液态氢做原

4、料？因为氢气的热值很大,1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4107J,Q：燃料完全燃烧释放的热量：燃料的热值：燃料的质量、V：燃料的体积,计算热量公式：Q放=mq（液体和固体）Q放=Vq(气体),12,例题：某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完全燃烧放出多少热量，相当于多少kg柴薪完全燃烧放出的热量（q气为7.5107J/m3，q柴为107J/kg）解：Q放=Vq气=4m37.5107J/m3=3108J；m=Q放/q柴=3108J/107J/kg=30kg。答：天然气完全燃烧放出热量是3108J,相当于30kg柴薪完全燃烧放出的热量。这些能量是否都转化成人们需要的了,例题、完全燃

5、烧140克焦炭（焦炭的热值为3.0107J/kg)能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使30kg、20的水温度升高到多少摄氏度？解：m1=140g=0.14kgq=3.0107J/kg=30%m2=30kgt0=20Q放=m1q=o.14kg3.0107J/kg=0.42107JQ放Q吸=cm(t-t0)30%0.42107J=4200J/(kg0C)30kg(t-20)t=30答：水温度升高到30。,讨论交流：现实生活中热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？,不能：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,想一想,燃料完全燃烧

6、放出的能量,机械能,废气带走的能量,散热、克服摩擦损失,燃料完全燃烧放出的能量都到哪里去了,由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量,燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放,机械传热损失一部分能量,热机真正转变为对外做功的部分,废气排出带走的能量,例：热机中燃料释放能量的主要走向示意图,注：在热机的各种损失中，废气带走的能量最多,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,二、现实中：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（）,1.定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机效率。,热机的

7、效率是热机性能的重要指标。,2、公式:,蒸汽机-615%汽油机-2030%柴油机-30-45%,能量损失、热机效率不高的原因:1）燃料的不完全燃烧2)燃烧产生的热量被机器散发（热量直接散失）3)克服摩擦做功而消耗的能量4)废气带走的热量,三.热机对环境的影响,1.热机对大气的影响（大气污染）。（1）产生有毒气体。（2）产生大量二氧化碳，造成温室效应。（3)产生粉尘。2.热机产生噪声（噪声污染）。,四、内能的利用和环境保护,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

8、化硫、氮氧化物等，燃烧不完全还会产生一氧化碳和粉尘。,四、内能的利用和环境保护,全世界因使用燃料，每年排入大气中的有害物质，包括粉尘、二氧化硫等，达几亿吨之多！,大气污染不但直接有害人体健康，而且还会影响植物的生长，甚至影响全球的气候。大气中的二氧化碳和氮氧化物经化学变化溶于水后，会产生酸雨，危害农作物、森林和湖泊中的生物。,四、内能的利用和环境保护,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。,四、内能的利用和环境保护,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。,四、内能的利用和环境保护,我们既要有效地利用能

9、源，又要很好地控制和消除污染，创造一个更加美好的环境。,五、提高热机的效率,内燃机的能流图：,1、尽可能使燃料充分燃烧；2.尽量减少各种热量损失；(利用废气来供热；)3.在热机的设计和制造上采用先进的技术；4、保持良好的润滑以减小摩擦。,提高热机效率的主要途径：,一、燃料的热值定义：1kg(m3)某种燃料完全燃烧放出的热量单位：焦每千克，符号：J/kg,二、热量的计算Q放=mqQ=Vq(气体)三、热机效率（）：我们把用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧后放出的能量之比叫做热机效率。四、提高热机的效率的方法,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

10、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,解析：选B。热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系。,B,2.下面说法不正确的是（）A燃料燃烧时，将化学能转化为内能B人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的Clkg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值D提高燃料的利用率是节约能源的重要措施,解析：选C。lkg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，必须加上“完全”两个字，故C错。,C,3.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

11、少消耗总能量的办法,解析：选D。提高热机效率的方法是减少各种能量损失，充分利用燃料放出的能量，减小摩擦，尽量少做额外功等。,D,5、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2千克柴油能放热J，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功J。（柴油的热值为3.3107J/kg）,6.6107,1.98107,4、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（）A、较小的质量B、较小的密度C、较大的比热容D、较大的热值,D,6、把5kg40的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（q干木柴1.2107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热

12、量全部被水吸收）解：,Q吸=cm（t-t0）4200J/(kg0C)5kg600C=1.26106J；Q放Q吸m1=Q放/q=1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg,当堂检测反馈,1、四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约80千克，液化石油气约30千克，煤气约60千克。这四种燃料中的热值最高的是()A、液化石油气B、煤气C、烟煤D、木柴,A,2、杯中的某种液体燃料，倒掉一半后，对剩下的半杯液体描述不正确的是（）A热值减半B密度不变C质量减半D比热容不变,A,34,3、小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光

13、的照射，水温由原来的20升高到了40。问：在这4h内水吸收了多少热量？若这些热量由效率为20的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭？焦炭的热值q3.0107J/kg,35,4、小林特别喜欢吃“糖炒栗子”他看到人们在炒栗子的时候，往锅里加了一些“砂子”来炒，填塞了栗子间的空隙，过一会儿，炒熟的栗子又香又甜，他知道这是通过（）的方式来改变栗子内能的，同时，燃烧焦炭是把焦炭的（）能转化（）能，但是他不知道放“砂子”的用处，你能猜出用砂子炒栗子的好处吗？写出一个好处即可：（）。,36,5、小明家住市中心，奶奶嫌城市夏天太热而不住他家，这激发了他探究城乡温差的原因。某星期天，他请全班同学分别到选定的地点，于中午同一时刻测出各测试点的气温，以此绘制出图所示的“区域温度”坐标图。（1）图6中气温最低的区域是（）；简析该区域气温低的主要原因：()。（2）请提出一种降低市中心环境气温的办法:()。,热岛效应,