热机燃料燃烧及效率

1、我的笔记 学员姓名： 年级：九年级 辅导科目：物理知识清单一、热机相关知识：（1） 说热机之前，先看看内能能够干啥：1 直接用来加热物体，如烧水、做饭等；2 用它来做功，如水烧开后，壶内水蒸气将壶盖顶开、蒸汽机。（2） 热机1 定义：利用内能做功的机械。2 工作原理：化学能内能机械能（3） 热机种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 （4） 内燃机、冲程及工作循环：1 内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。1) 分类：汽油机和柴油机2) 特点：让燃料在气缸内燃烧，从而使燃烧更充分，热损失更小，热效率更高，内能利用率较大。3) 冲程：活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另

2、一端的过程，叫做一个冲程。4) 工作循环：内燃机一个工作循环包括四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。【活塞往复两次、曲轴转动两周】汽油机VS柴油机汽油机：（注意在右侧做好笔记，每个冲程的特点，以及能量转化）【吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，且只有做功冲程，燃气对外做功，其他三个冲程靠曲轴上飞轮的惯性完成。】柴油机：1. 在构造上：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴； 1. 在吸取燃料时：汽油机吸入汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是空气； 2. 在点火方式上：汽油机是点燃式，柴油机是压燃式（燃料依靠汽缸内空气压缩产生的热量引燃，也就是空气压缩会升

3、高温度，当压缩空气的温度高于柴油的燃点时柴油就会燃烧。）； 3. 在使用上：汽油机比较灵巧，柴油机比较笨重，但柴油机效率高，功率较大；价格：柴油价格比汽油便宜，因此多用在拖拉机、坦克、轮船、载重汽车上。 二、燃料及热值（1）燃料1.定义：能够燃烧并且在燃烧时放出光和热的物质，叫做燃料。【温馨提示：燃料的燃烧是一种化学变化，燃烧时，化学能转化为内能】2.分类：按照状态，燃料可分为：a. 固体燃料（煤炭、木材等）b. 液体燃料（汽油、煤油、石油等）c. 气体燃料（如；煤气、天然气、沼气等）（2）影响燃料燃烧放出热量的因素？1.爱动脑筋，想一想：d. 5kg木材和10kg木材在相

4、同条件下燃烧时放出的热量是否相同？e. 相同条件下，1kg的木柴和1kg的煤，哪一种燃料能烧开更多的水？f. 烧开同一壶水，用干木柴和天然气所需要的燃料一样多么？g. 5kg的木材完全燃烧和未完全燃烧两种情况放出的热量是否相同？2.归纳总结，一起来：影响燃料燃烧放出热量的因素：1. 燃料的质量2. 燃料的种类3. 燃料是否完全燃烧（3）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。2.符号：q3.国际单位：a.固液燃料：J/Kg 【读作：焦每千克】b.气体燃料：J/m3 【读作：焦每立方米】4.意义：如：干木柴热值：q=1.2×107J/kg，表示1kg的干木柴，完全

5、燃烧放出的热量是1.2×107J。5.燃料的热值表 （你有哪些发现？）燃料热值燃料热值干木柴约1.3×107J/kg柴油4.3×107J/kg烟煤约2.9×107J/kg煤油4.6×107J/kg无烟煤约3.4×107J/kg汽油4.6×107J/kg焦炭3.0×107J/kg氢（液态）1.4×108J/kg木炭3.4×107J/kg煤气约1.5×107J/m³酒精3.0×107J/kg天然气约3.8×107J/m³【姿势拓展】来来来、come

6、on,瞅瞅你都看出了哪些燃料热值特点？a. 热值的大小只与燃料的种类有关。b. 不同燃料的热值一般不一样。（不过也有特例！）c. 氢的热值最大！（4）燃料（完全）燃烧放热公式：1.公式推导：（1）酒精的热值是3.0×107J/kg，它的物理意义是神马？ （2）2kg的酒精完全燃烧完全燃烧放出的热量是多少焦耳？ 2.归纳总结Q放=mq (用于固液燃料，m代表燃料质量，q代表燃料热值）Q放=V.q (用于气体燃料，V代表燃料体积，q代表燃料热值） 【趁热打铁】1. 赵信家，预计每月使用天然气4m³，请计算出：(1) 这些天然气完全燃烧释放出到少热量？(2) 相当于到少kg干木柴

7、完全燃烧放出的热量？（天然气热值为：4×107J/m³，干木柴热值为：107J/kg）解：三、效率（1）效率，即为有效利用率。（2）公式：=×100%【接下来，我们分别分析分析热效率和热机的效率】1. 热效率a.【开动脑筋，想一想】咱们家里每天做饭，使用燃气灶烧水时，天燃气能够完全燃烧么？天然气燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？答：1、燃气不能完全燃烧，损失了一部分能量。（靠近可以闻到轻微的燃气味）2、 燃气灶本身也会吸收一部分能量变热；3、 高温水蒸气带走一部分能量；4、 一部分能量直接进入了空气；（厨房气温增高）5、 最终：水所吸收的热量，只占煤气燃烧放出热量的

8、一部分。b.【归纳总结】在烧水过程中，被水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值：热效率。重要： =×100%=×100%=×100%【趁热打铁】某家庭用燃气热水器，将质量为100kg、温度为20的自来水加热到50，消耗的天然气体积为1m³（假设燃料完全燃烧）。已知水的比热容为 ，天然气的热值为3.2×107J/m³。求：（1） 天然气完全燃烧放出的热量；（2） 水吸收的热量；（3） 该热水器的工作效率；2. 热机的效率a. 【开动脑筋，想一想】1）在内燃机（汽油机、柴油机）中燃料是否都能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪儿去了？

9、2）想想办法，有没有提高热机效率的途径？1 使燃料完全燃烧；2 保证良好润滑，减小机械摩擦；3 采用先进技术，改变机械结构；4 较少各种热量散失；b. 【归纳总结】1. 热机的效率：用来最终做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。2. 计算公式： =×100%=×100%3. 常见热机的效率（如下图所示）：【知识拓展】1. 温室效应温室效应指的是地球表面大气中CO2含量增加，吸收部分的太阳辐射能量后，转化成内能释放到地球表面而不能散去，于是造成地表温度升高的效应。2. 热岛效应（1） 热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，是城市气候最明显特征之一。（如：农村比城市凉快）（2） 引起城市“热岛效应”的主要原