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14.2 热机的效率 导学案
班级： 座号： 姓名：
学习目标：1.了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。
2.了解燃料的热值和热机效率。
学习重点：了解燃料的热值和热机效率。
学习难点：了解燃料的热值和热机效率。
学习过程：
一、自主学习：
1.　 　叫燃料的热值.单位:　 　。
2.用来做　 的那部分能量与燃料 　放出的能量之比叫做热机的效率.
3.提高热机的效率方法有:
。
二、合作探究：
知识点一　燃料的热值
1.阅读课本，讨论“想想议议”,并回答下列问题:
(1)定义:某种燃料　 　放出的热量与其 　之比,叫做这种燃料的热值。
(2)单位:　 ，公式:　 。
(3)酒精的热值是3×107 J/ kg,它的物理意义是
。
【例1】关于热值,下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧时放出的热量越多,其热值越大 B.燃料燃烧越充分,其热值越大
C.燃烧2 kg干木柴放出的热量比燃烧1 kg干木柴放出的热量多,所以燃料的热值与燃料的质量有关 D.热值的大小由燃料本身决定
2.讨论1:燃料完全燃烧放出热量的计算公式:　 　。
【例2】请通过一个具体例子来认识汽油热值的大小:一个重600 N的人,从山脚爬到高30 m的山顶,他克服重力做了　 　J的功;如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等,需要汽油的质量约　 　kg.(q汽油=4.6×107 J/kg)
【例3】完全燃烧5 m3煤气放出的热量为多少 (q煤气=3.9×107 J/m3)
【例4】完全燃烧200 g干木柴可以使多少千克的水温度升高20 ℃ [不计热损失,干木柴的热值为1.2×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
知识点二　热机效率
热机效率的计算公式:　 　；
计算炉子的效率公式:　 。
【例5】某柴油机燃烧2.4 kg柴油时,对外做的有用功为2.8×107 J,请计算该柴油机的效率.(结果精确到0.1%,柴油的热值为3.3×107 J/kg)
【例6】(教材母题变式)如图1所示是内燃机的能量流向图,则热机效率(η)等于( D )
图1
A.×100% B.×100% C.×100% D.×100%
三、课堂演练：
1.当煤价上涨时,有些不法商贩将煤矿石破碎后掺在优质煤中高价出售,为了防止上当,最恰当的方法是检测下列哪个物理量( )
A.质量　 B.温度　 C.比热容　 D.热值
2.某一家庭分别单独使用不同燃料,平均月消耗量分别为:干木柴约150 kg,无烟煤约50 kg,煤气约30 kg,天然气约15 kg,这四种燃料中热值最高的是( )
A.干木柴 B.无烟煤 C.天然气 D.煤气
3.关于燃料的热值,以下说法中正确的是( )
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关 B.容易燃烧的燃料热值一定大
C.使用热值高的燃料可以放出更多的热量
D.煤的热值大于干木材的热值,燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木材放出的热量多
4.已知干木柴的热值为1.2×107 J/ kg,焦炭的热值是3.0×107 J/ kg,如果完全燃烧干木柴与完全燃烧焦炭放出的热量相等,则干木柴的质量与焦炭质量之比是( )
A.2:5　 B.5:2　 C.4:1　 D.1:4
5.汽油的热值为4.6×107 J/kg,现有2 kg汽油完全燃烧,放出的热量是　 J；当汽油燃烧一半时,剩余汽油的热值是 7 J/kg。
6.已知在各种常见的燃料中氢气的热值较大,为1.4×108 J/kg,该热值的物理意义是
。
四、作业：
班级：________________ 座号：_________ 姓名：
1.将一瓶柴油倒去一半，剩余柴油的（ ）
A.密度不变，比热容和热值减半 B.质量、比热容、热值都为原来的一半
C.比热容不变，热值和密度减半 D.比热容、密度、热值都不变，质量为原来的一半
2.下列措施中不能提高热机效率的是（ ）
A. 尽量使燃料充分燃烧 B. 尽量增加热机的工作时间
C. 尽量减少废气带走的热量 D. 尽量减少热机部件间的摩擦
3.热值为3.0×107J/kg的焦炭70g完全燃烧时放出的热量为 6 J，这些热量50%若被25kg的某液体完全吸收，其温度由28℃升高到38℃，则此液体比热容为 。
答案：
一、自主学习：
1.　某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比　 　J/kg　 2.有用功 完全燃烧　
3. 使燃料充分燃烧,尽量减少各种热量损失;机件间保持良好的润滑、减小摩擦;充分利用废气带走的能量,从而提高燃料的利用率
二、合作探究：
1.(1)　完全燃烧 　 质量　 (2)　J/kg q=
(3) 1 kg的酒精完全燃烧,放出的热量是3.0×107 J
【例1】 D 2.讨论1:　Q放=mq 　
【例2】　1.8×104　J 　3.91×10-4
【例3】解:Q放=Vq=5 m3×3.9×107 J/m3=1.95×108 J
答:可放出热量1.95×108 J.
【例4】
解:Q放=mq=200×10-3 kg×1.2×107 J/kg=2.4×106 J　Q吸=Q放
m= ≈28.6 kg
答:可以使约28.6 kg的水温度升高20 ℃.
知识点二　热机效率
η=×100%　； η=×100%　。
【例5】解:柴油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=2.4 kg×3.3×107 J/kg=7.92×107 J
柴油机的效率η=×100%≈35.4%.
答:该柴油机的效率为35.4%.
【例6】 D
三、课堂演练：
1. D 2. C 3. A 4. B 5.　9.2×107 J 4.6×107 J/kg
6. 质量为1 kg的氢气完全燃烧放出1.4×108 J的热量
四、作业：
1. D 2. B 3. 2.1×106 J 4.2×103

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