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九年级全一册物理第十四章 第3节
热机的效率
生活中我们可以使用哪些可燃烧的材料烧开一壶水？
常见的燃料
固体燃料
气体燃料
液体燃料
1、0.5kg的木材和1kg的木材燃烧时放出的热量是否相 同？这说明什么？
思考：
燃料燃烧时放出的热量跟燃料的质量有关
2、用1kg的木材和1kg的炭烧水， 水升高的温度不相同，这说明什么？
燃料燃烧时放出的热量跟燃料的种类有关
3、1kg的木材完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？这说明什么？
燃料燃烧时放出的热量与燃烧程度有关
燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？
（1）燃料的质量
（2）燃料的种类
（3）燃料的燃烧程度
总结：
我们如何科学地比较不同燃料燃烧时这种放热性能优劣？
热值
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这种燃料的热值。
2、定义式：
J
kg
/m3
3、单位：
固体液体燃料：J/kg。
4、物理意义：
q汽油=4.6×107J/kg表示：
V
气体燃料：J/m3
1kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6x107J。
热值是燃料本身的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等无关。
思考：
1kg的干木柴热值是多少？
0.5kg干木柴热值是多大？
很大，常用作火箭燃料
5、燃烧放热计算：
根据
知
固、液体燃料
Q= qm
Q：热量，单位：J
q：热值，单位：J/kg
m：质量，单位：kg
气体燃料
Q= qV
Q：热量，单位：J
q：热值，单位：J/m3
V：体积，单位：m3
求质量：
求体积：
1 m3甲烷完全燃烧能产生多少J热量？这些热量可以使多少kg的水从20 ℃加热到100 ℃？[甲烷的热值q甲烷＝4.2×107 J/m3]
解：
Q= q甲烷V=4.2×107 J/m3x1m3=4.2×107 J
（1）1 m3甲烷完全燃烧放出热量为：
（2）由
Q= cmΔt
得
牛刀小试
但是在生活中，燃烧1m3的甲烷远远达不到我们计算的125kg，这是为什么呢
二、热效率
燃料燃烧的热量都去哪里啦？
热效率（炉子、燃气灶的热效率等）
1、概念：吸收的热量占燃料完全燃烧放出热量的比值 叫作热效率。
2、定义式：
3、提高锅炉中燃料热效率的方法
①把煤磨成煤粉，增大与氧气的接触面积，使燃料尽可能充分燃烧。；
②把空气吹进炉膛增大送氧量。
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？
废气带走的能量
摩擦和散热损失的能量
有用的机械能
三、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，叫做热机的效率。
1、定义：
2、公式：
热机的效率η一般用百分数表示，总小于1，无单位。
机械效率会大于1吗？为什么？
三、热机的效率
柴油机的效率为30%~45%
蒸汽机的效率只有6%~15%
汽油机的效率为 20%~30%
3、一些热机的效率
①保证良好的润滑，减少机械摩擦
②改变机械结构，减少各种能量损失.
③提高燃料利用率，使燃料充分燃烧
在热机的能量损失中，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。大型发电机常常由蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。
如何提高热机效率？
牛刀小试
1、用烟煤烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了1.4kg的烟煤。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），烟煤的热值约为3×107J/kg。试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）1.4 kg的烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）热效率是多少
解:(1)Q=cm△t=4.2×103J/（kg·℃）×10kg×（100-20）℃=3.36×106J
(2)Q放＝mq＝1.4kg×3×107J/kg＝4.2×107J
2、如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求：
（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）飞机在航行过程中的阻力是多少？
（3）发动机的效率是多少？
解（1）Q=mq=1.35×103kg×4×107J/kg=5.4×1010J
（2）W=Pt=2.25×107W×20×60s=2.7×1010J
S=vt=270km/h× =90km=9×104 m
（3）
课堂小结
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫这种燃料的热值。
热值
定义：
定义式：
固体、液体燃料： 。
气体燃料： 。
单位： 或 。
J/kg
J/m3
热机的效率
热机的效率η总小于1，无单位。
随堂训练
1、下列关于热值的说法正确的是( )
A．燃料燃烧越充分，热值越大
B．2 kg的煤完全燃烧比1 kg的煤完全燃烧热值大
C．1 kg煤燃烧放出3×105 J的热量，则煤的热值为3×105 J/kg
D．热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同
D
2、四口这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
3、2022年11月，神舟十五号载人火箭将了名航天员送入中国空间站。下列关于神舟十五号升空过程中分析正确的是（　　）
A．神舟十五号火箭的发动机不是热机
B．神舟十五号火箭利用氢做燃料是因为氢的热值大
C．神舟十五号火箭对氢能的利用效率可以达到100%
D．神舟十五号火箭加速升空过程中机械能守恒
B
4、如图所示，是汽车能量转化示意图，关于汽车的效率其中正确的是（ 　）
A．33% B．30%
C．37% D．40%
B
5、在一标准大气压下，质量是0.1kg的酒精完全燃烧放出的热有40％被5kg、50℃的 水吸收。那么水温度升高到多 少？（q酒精=3×107J/kg）
酒精燃烧放出的热量：Q放=qm=3×107J/kg×0.1kg=3×106J
水吸收的热量:Q吸 = Q放× 40% = 3 x 106×0.4=1.2 ×106J
水的最终温度:t=50+57.14 =107.14℃
6、全球汽车保有量在迅速增长，截至2022年底，我国燃油汽车保有量约为3亿辆。假设每辆汽车每年耗油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%，我国每年可以节约多少燃油？
有用功不变
每辆汽车每年做有用功所需燃油 1.8t×30%=0.54t
效率提高后每年所需燃油量
每辆车每年节约燃油 1.8t-1.74t=0.06t
0.06t×3×108=1.8×107t

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