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(共22张PPT)
14.2 热机的效率
讨论：生活中我们可以使用哪些可燃烧的材料烧开一壶水？
草木、煤炭等
石油、酒精、汽油等
煤气、天然气 等
固体燃料
液体燃料
气体燃料
1kg草和1kg汽油完全燃烧释放的热量相同吗？
一、燃料的热值：
1、燃料的种类：
不同的燃料，即使质量相同，完全燃烧放出的热量也是不同的。我们该怎样比较不同燃料燃烧时这种放热性能优劣？
为比较不同的燃料，即使质量相同，完全燃烧放出的热量也是不同的
热值
讨论：
燃料燃烧发生的是什么反应？能量如何转化？
化学能转化为内能
化学反应
在物理学中，把1kg某种燃料在完全
燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值
热值的符号：q 单位：J/kg（J/m3）
无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示的含义：
液化气的热值为4.9×107J/m3，表示的含义：
1kg的煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4×107J
1m3的液化气完全燃烧时所放出的热量为4.9×107J
（1）定义：
（2）单位及符号：
（3）物理意义：
3、燃料的热值
观察热值表，你有什么收获？
燃料的热值只与燃料的种类有关。
火箭
练习：
1kg汽油的热值小，2kg汽油的热值大？
1m 天然气完全燃烧的热值大，未完全燃烧的热值小？
二、热量的计算
干木柴的热值：q木柴=1.2×107J/kg
质量 放热
1kg 干木柴 1.2×107J
2kg
1.2×107J×2
3kg
1.2×107J×3
m
1.2×107J×m
Q总=mq （固体、液体）
二、热量的计算
煤气的热值：q煤气=3.9×107J/ m3
体积 放热
1m3 煤气 3.9×107J
2m3
3.9×107J×2
3m3
3.9×107J×3
v
3.9×107J×v
Q总=v q（气体）
由热值所表示的物理意义可得出：
燃料完全燃烧放热计算公式:Q = mq Q = Vq
计算：500g汽油完全燃烧时可以放出多少热量？
解：查表可知，汽油的热值q=4.6×107J/kg
∵ m = 500 g = 0.5 kg
∴ Q = mq
= 4.6×107J/kg×0.5kg
= 2.3×107J
答：
V的单位是m3
m的单位是kg
4、燃料的热值的计算：
燃料完全燃烧放出的能量
废气带走的能量
散热、克服摩擦损失
机械能
想一想
由图可见，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。
二、热机效率：
热机转变为有用功的能量与燃料完全
燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。
1、定义：
2、计算公式：
3、注意：
η=
100％
×
W有
Q放
（1）因为热机在工作过程中总有能量损失，所以
热机的效率永远小于100 ﹪
（2）热机效率没有单位。或可以说单位为1
了解：各种热机的效率:
蒸汽机:6﹪~15﹪
汽油机：20﹪~30﹪
柴油机：30﹪~40﹪
飞机上的喷气式发动机：50﹪~60﹪
4、提高热机效率的主要途径:
减少热机工作中的各种能量损失.
首先要减少燃烧过程中的热量损失;
如：掌握好火花塞点火或喷油嘴喷油的最佳时间；蒸汽类热机,常将煤研磨成粉状,用风吹入锅炉内燃烧.这些措施都可以使燃料燃烧得更充分一些。
其次是要尽量简化机械传动部分,并选用优良的润滑材料减小摩擦,以减少机械损失.
具体方法:
再如：合理利用废气（火电站排出的热气供暖）
6、某内燃机，在做功冲程中，燃料在汽气缸内燃烧放出的总热量为10000J，其中，因为热辐射等散失了2000J，被废气带走了5000J，则：燃气对活塞做的功为（ ）J，该内燃机将内能转化为机械能的效率为（ ）。
3000
30%
物体吸收或放出的热量可用Q=Cm t 来计算，某种燃料燃烧时放出的热量应怎样计算呢？
13
例2、用天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20°C升高到70°C。已知水的比热容为c=4.2×103J/（kg °C），天然气的热值为q=7.0×107J/m3。求：
（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放。
（2）水吸收的热量Q吸。
（3）燃气灶的效率η。
例题：把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的热值为1.2×107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
解：
Q吸=cm（t-t0） =4200J/(kg·0C)×5kg×600C=1.26 ×106J；
Q放＝Q吸
m1=Q放/q= 1.2×106J/(1.2×107J/kg)=0.1kg
2、某饭堂供应热水，用锅炉将100kg的水从20°C加热到100°C，燃烧了10kg的无烟煤（煤的热值是3.36×107J/kg）。思考：
（1）锅炉内100kg的水吸收的热量是多少焦？
（2）10kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦？
（3）此锅炉的效率是多少？
过关训练
2、某饭堂供应热水，用锅炉将100kg的水从20°C加热到100°C，燃烧了10kg的无烟煤（煤的热值是3.36×107J/kg）。思考：
（1）锅炉内100kg的水吸收的热量是多少焦？
（2）10kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦？
（3）此锅炉的效率是多少？
1．完全燃烧210 g某种燃料，放出6.3×106J的热量，这种燃料的热值是多少？
3 ×107 J/kg
2．一太阳能热水器中的水吸收了8.4×106J的热量后，水温从20℃升高到40℃。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，则
(1)太阳能热水器中水的质量为 kg；
(2)如果要产生上述热量，需完全燃烧某种燃料0.7 kg，则这种燃料的热值是_ _______J/kg，查表可知，该燃料为_ _______。
练习：
100
1.2 ×107
干木柴
例题：泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10-3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求：
（1）专用车牵引力所做的功。
（2）已知热机效率η＝W/Q（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？
解：（1）因为专用车匀速行驶，所以牵引力
F＝f＝3.0×103N
牵引力做的功W＝Fs
＝3.0×103N×5.6×103m
＝1.68×107J
（2）消耗燃油的质量：
m＝ρV＝0.8×103kg/m3×1.5×10-3m3＝1.2kg
燃油完全燃烧所产生的热量：
Q＝mq＝1.2kg×4×107J/kg＝4.8×107J
热机效率
η＝ W有用/Q= 1.68×107J / 4.8×107J =35%
1. 定 义：1千克的某种燃料在 完全燃烧 时所放出的热量叫做这种 燃料的热值。符号：q
2. 单 位：焦耳/千克 （J / Kg 或 J Kg—1)
3. q柴油=3.3×107J/kg 的物理意义： 1千克的柴油完 全 燃烧 时放出的热量为 3.3 × 107焦
4. 计 算 公 式：Q= q m
5. 节 约 燃 料 的 措 施：
课堂小结：
（1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。
（2）尽可能减少各种热量损失。
bye-bye !

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