2021-2022学年九年级上册人教版物理教学课件 第14章第2节热机的效率

1、热机的效率热机的效率 九年级上册九年级上册 RJ 初中物理初中物理 第第1414章章 第第2 2节节 学习目标学习目标 1.1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同， 建立热值的建立热值的概念。概念。 2.2.能计算能计算燃料完全燃烧放出的燃料完全燃烧放出的热量。热量。 3 3. .了解热机中能量走向及热散失的途径了解热机中能量走向及热散失的途径，掌握掌握热机热机 效率的计算方法，效率的计算方法，能提出提高热机效率的能提出提高热机效率的方法。方法。 课堂导入课堂导入 日常生活中常用到的燃料有哪些？ 天然气 煤炭 木柴酒精 新知探究新知探究 新知探究

2、新知探究 知识点 1 燃料的热值 问题问题: : 火箭大多用液氢作为燃料，你知道这样做的好 处吗？ 1. 1. 燃料燃料 （1）燃料的种类 燃料是指可燃烧的物质，根据不同的标准，燃料可分 为不同的种类，最常见的是按其物理状态分类： 燃料分类 固体燃料 液体燃料 气体燃料 （2）燃料燃烧时的能量变化 燃料在燃烧时将化学能化学能转化为内能内能。 不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的 放热本领强呢放热本领强呢？ 经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤 放出的热量要比柴多得多。我们用热值热值这个概念来表表 示燃料放出热量的本领示燃料放出热量的本领

3、。 2 2. . 燃料燃料的热值的热值 （1）定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量 之比，叫做这种燃料的热值。 （2）物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全 燃烧放出的热量。 （3）单位： 国际单位：焦每千克；符号：J/kg 气体燃料的热值单位：焦每立方米；符号：J/m3 q （4）符号： （5）公式：q= Q放 m 燃料燃烧放出热量的计算 Q放= qm 固体燃料、液体燃料的热值以“J/kg”为单位， 而气体燃料的热值以“J/m3”为单位，因此， 计算公式略有差异：Q=mq适用于固体、液体燃 料放热计算，Q=Vq适用于气体燃料的放热计算， 其中V为气体燃料的体积。 对于热值的理解，我

4、们要抓住三个关键词： “某种燃料”、“完全燃烧”、“热量与其 质量之比”。 你有哪些发现？ 1. 热值的大小只与燃料种类有关； 2. 不同燃料的热值一般不同； 3. 氢的热值最大。 热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关， 与燃料的质量或体积、是否燃烧、是否完全燃烧无关。 问题问题: : 火箭大多用液氢作为燃料，你知道这样做的好 处吗？ 1、液氢清洁环保 2、热值大 例题例题 一次实验中，燃烧酒精42g，如果酒精完全燃烧，则 能释放多少热量？若这些热量被10kg的水完全吸收， 水的温度能上升多少摄氏度？酒精的热值q= 3.0107J/kg，水的比热容c=4.2103J/(kg) 解：Q

5、放 = m酒精q = 42103kg3.0107J/kg=1.26106J 由Q放 = Q吸 = cm水t，得： 即酒精完全燃烧释放的热量是1.26106J，水的温度 能上升30。 t = Q放 cm水 = 1.26106J 4.2103J/(kg）10kg = 30 新知探究新知探究 知识点 2 热机的效率 1. 1. 燃料的有效利用燃料的有效利用 燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算 出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要 小，例如用煤烧水。 散失散失 25% 有效利用有效利用 60% 未燃烧未燃烧 15% 高温的空气带走 很大一部分热量， 该部分热量直接 散失掉 燃料很难完

6、全燃 烧 被水吸收的热量 （1）热效率：有效利用的热量与理想情况下放出的 热量的比值。 = Q利用 Q释放 100% （2）提高燃料利用率的途径 改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。 减少各种热量损失。 将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧； I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量； II. 使用较好的保温材料，减少热损失。 2. 2. 内燃机燃料燃烧时能量走向示意图内燃机燃料燃烧时能量走向示意图 燃料未完 全燃烧 机体散热 损失部分 热量 废气带走大 部分热量 对外做 的有用 功 克服摩擦力损 耗部分能量 3. 3. 热机的效率热机的效率 （1）定义：热机用来做有用功的那部分

7、能量和燃料 完全燃烧放出的热量之比。叫热机的效率。 = W有用 Q放 100%（2）公式： （3） 物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料 的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个 重要指标。 （4） 常见热机效率： 汽油机的效率：2030% 柴油机的效率：3045% 蒸汽机的效率：615% 4. 4. 热机的效率能达到热机的效率能达到100%100%吗？为什么？吗？为什么？ 不能达到100%。因为热机中可用于做有用功的能量 只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各 种热量损失以及燃烧条件的限制，这部分能量远远 小于燃料完全燃烧所放出的总能量，所以与总能量 的比值必然小于1，即热机

8、效率总小于100%。 5. 5. 怎样提高热机的效率？怎样提高热机的效率？ 使燃料充分燃烧； 尽量减少各种热量损失； 在热机的设计和制造上采用先进的技术； 注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦 阻力而额外消耗的能量。 课堂小结课堂小结 燃料的热值 燃料的利用率 热机的效率 热量公式：Q放=mq（固、液）， Q放=Vq（气） 影响燃料有效利用的因素 提高燃料利用率的方法 公式：100% 提高热机效率的途径 随堂小测随堂小测 1.（2020甘孜州中考）下列关于热值和热机效 率说法，正确的是（ ） A. 使燃料燃烧更充分，可以增大热值 B. 使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 C. 柴油机的热机

9、效率通常为100% D. 燃料燃烧释放的热量越大，热值越大 B 热值是燃料的特性， 与燃烧情况无关 任何机器的做功时都 不可避免的做额外功， 效率不可能达到100% 热值是燃料的特性，与 放出热量的多少无关 2. （益阳中考改编）下列关于热值的说法正确的是 （） A2kg煤的热值大于1kg煤的热值 B燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 C燃料燃烧不完全时热值变小 D燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关 D 本题源自教材帮 热值仅与燃 料的种类有 关，与质量 无关 热值与是否完全燃烧无关 3（2020南充中考）若一辆小汽车一年行驶一万 公里，消耗1t汽油，这次汽油完全燃烧放出 _J的热量；某次行驶过程中，该汽车汽 油机曲轴的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外 做功_次(q汽=4.6107J/kg)。 30 4. 某个