第二节热机的效率课件

1、第第2节节 热机的效率热机的效率从原始社会到现代社会从原始社会到现代社会,人类所用的能量人类所用的能量很大一部分依然是从燃料燃烧中获得的很大一部分依然是从燃料燃烧中获得的内能内能它们都离不开燃料。它们都离不开燃料。 燃料燃烧的过程是化学能转变为燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程内能的过程。不一样不一样结论结论燃烧相同质量的不同燃料燃烧相同质量的不同燃料,放出的热放出的热量是不同的量是不同的这是燃料本身的一种性质这是燃料本身的一种性质我们用我们用-来表示这种性质来表示这种性质.热值热值1、 燃料的热值燃料的热值定义：定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与某种燃料完全燃烧放出的热量与 其质量之比，

2、叫做这种燃料的热值。其质量之比，叫做这种燃料的热值。 热值在数值上等于热值在数值上等于1千克某种燃千克某种燃料完全燃烧放出的热量料完全燃烧放出的热量.符号：符号：_单位：单位： _ 或或_ q焦每千克焦每千克 J/kg(J/m3) 焦每立方米焦每立方米 1kg（m3）的）的 完全燃完全燃烧时放出的热量是烧时放出的热量是 J2、物理意义、物理意义:如：如：q煤气煤气_3.9107J/m3表示的物理意义表示的物理意义1 m3煤气完全燃烧时放出的热量煤气完全燃烧时放出的热量是是3.9107J燃料燃料热值热值燃料燃料热值热值干木材干木材约约1.2107柴油柴油4.3107烟煤烟煤约约2.9107煤油煤

3、油4.6107无烟煤无烟煤约约3.4107汽油汽油4.6107焦炭焦炭3.0107氢氢1.4107木炭木炭3.4107煤气煤气约约3.9107 J/m3酒精酒精3.0107沼气沼气约约1.9107J/m3一些燃料的热值（一些燃料的热值（ J/kg ）完全燃烧）完全燃烧热值表热值表 3、热值也是物质的一种性质热值也是物质的一种性质,不同燃料的热不同燃料的热值一般不同值一般不同. 热值只与物质的种类有关热值只与物质的种类有关，与，与物体的体积，质量，位置，温度等无关物体的体积，质量，位置，温度等无关.4、 公式公式 Q放放 = m q 气体气体 Q放放 = V qQ：燃料完全燃烧释放的热量，单位：

4、燃料完全燃烧释放的热量，单位 J：燃料的热值，单位：燃料的热值，单位 J/kg或或J/m3：燃料的质量，单位：燃料的质量，单位 kgV：气体燃料的体积，：气体燃料的体积，m3m=Qq q=Q m变形式变形式v=Qq q=Q v例题例题一块煤球质量为一块煤球质量为0.5，完全燃烧放出多，完全燃烧放出多少热量？少热量？q煤煤=3.4107J.2 把把2 水从水从30烧开，不计热损失，需燃烧开，不计热损失，需燃烧多少无烟煤？如果烧煤气，需燃烧多烧多少无烟煤？如果烧煤气，需燃烧多 少煤气？少煤气？q煤煤=3.4107J. q煤气煤气=3.9107Jm3. 讨论交流：讨论交流：（1 1）、用煤气灶烧水时

5、，煤）、用煤气灶烧水时，煤 气能完全燃烧吗？气能完全燃烧吗？（2 2）、煤气燃烧放出的热量）、煤气燃烧放出的热量 能全部被水吸收吗？能全部被水吸收吗？ 炉子炉子的效率的效率烧煤或煤气的家庭炉子或大锅炉烧煤或煤气的家庭炉子或大锅炉煤完全煤完全燃烧的燃烧的内能内能没有完全燃烧没有完全燃烧黑煤渣黑煤渣的的能量能量废气带走废气带走的能量的能量热的废煤渣带热的废煤渣带走的的能量走的的能量炉子向周围炉子向周围热传递的能热传递的能量量被水吸被水吸收的能收的能量量,也是也是我们有我们有效利用效利用的能量的能量Q放放 = mV qQ水吸水吸cmtt0能量流程图能量流程图1,炉子的效率的计算公式炉子的效率的计算公

6、式Q水吸水吸Q放放 c mt - t0mV q2,提高炉子的效率的方法提高炉子的效率的方法1尽量让燃料充分燃烧尽量让燃料充分燃烧 2减少各种热散失减少各种热散失3充分利用废气的能量充分利用废气的能量12，一煤气炉，效率为一煤气炉，效率为30，要使，要使2 水从水从10 升到升到100 ，需燃烧多少煤气？，需燃烧多少煤气？ q煤气煤气= 3.9107 J/m31， 一煤火炉，一块煤质量为一煤火炉，一块煤质量为0.5，完全燃烧，完全燃烧，可使可使10 水温度从水温度从 20升到升到100 。求：该煤。求：该煤火炉的效率？火炉的效率？ q煤煤=3.4107J.例题例题3 完全燃烧完全燃烧140g焦炭

7、（焦炭的热值为焦炭（焦炭的热值为3.0107J/kg)能放出多少热量？若这能放出多少热量？若这些热量的些热量的30%被水吸收，则能使被水吸收，则能使30kg 、20的水温度升高到多少度？的水温度升高到多少度？由于机械传动由于机械传动等，克服摩擦等，克服摩擦所消耗的能量所消耗的能量燃料很难全部燃料很难全部燃烧，燃料的燃烧，燃料的化学能不能全化学能不能全部释放部释放机械传热损失机械传热损失一部分能量一部分能量废气排出带废气排出带走的能量走的能量热机的效率热机的效率热机能量流程图热机能量流程图油料燃烧释油料燃烧释放的能量放的能量热机做的热机做的有用功有用功W=FSW=PtQ=mVq热量损失：热量损失

8、：1、燃料未能完全燃烧、燃料未能完全燃烧;2 、废气带走很大一部分能量：、废气带走很大一部分能量： 排气冲程废气的温度较高，内能较大排气冲程废气的温度较高，内能较大;3 、一部分能量消耗在散热上、一部分能量消耗在散热上 冷却水带走能量。冷却水带走能量。4、克服摩擦做功、克服摩擦做功 活塞和曲轴在运动时克服摩擦做功。活塞和曲轴在运动时克服摩擦做功。5、热机效率：、热机效率： 用来做有用功的那部分能量与燃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。料完全燃烧放出的能量之比。公式：公式：W有有Q放放 FS或或PtmVq1想一想想一想热机的效率能达到100%吗？为什么？不能达到100%，因为

9、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燃料条件的限制，这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即热机效率小于100%。说明：说明：由于热机在工作时总有能量损失，所以由于热机在工作时总有能量损失，所以热机的效率总小于热机的效率总小于1，蒸汽机蒸汽机:615,汽油机的效率为汽油机的效率为20%-30%，柴油机的，柴油机的效率为效率为30%-45%。柴油机的效率比。柴油机的效率比汽油机的效率高，这主要是因为柴油机汽油机的效率高，这主要是因为柴油机的构造和工作过程与汽油机有所不同，的构造和工作过程与汽油机有所不同，柴油机

10、在压缩冲程中的压缩程度柴油机在压缩冲程中的压缩程度压强压强,温度温度比汽油机大。比汽油机大。飞机上的喷气式发动机：飞机上的喷气式发动机：50606、 提高热机效率的主要途径：提高热机效率的主要途径： 使燃料充分燃烧使燃料充分燃烧。 尽量减少各种热损失尽量减少各种热损失。 在热机设计和制造上，采用先进的技术。在热机设计和制造上，采用先进的技术。 保证良好的润滑，减少因摩擦而消耗的机械保证良好的润滑，减少因摩擦而消耗的机械能。能。 充分利用废气的能量，提高燃料的利用率充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。这种既供电又供如利用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。用率大大提高。练习练习 1 ,一小汽车一小汽车,人人,车车,货质量共为货质量共为2000,百公里耗油百公里耗油6L,匀速直线行驶时匀速直线行驶时,所受阻力