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1.热机是将______能转化为_______能的机械，其中______是现代社会最常见的一种热机，其工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程。分别是________、_______、________、_________。_______冲程对外提供动力。
2.物体在温度变化时所吸收或放出的热量计算公式Q = _______。（利用比热容公式）
内
机械
内燃机
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
做功
cm t
温故入新
柴薪
煤炭
石油
天然气
从　哪　里　获　得　内　能　？　
燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程。
质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是相同的吗？
热机效率和环境保护
第十三章 内能与热机
01.
从能量转化的角度认识燃料的热值，知道燃料热值的物理意义、单位及计算。
02.
通过能量的转化和转移，认识并会正确计算热机效率。
03.
知道提高热机效率的主要途径。
学习目标
04.
知道热机与环境保护的关系。
一、学习要求：阅读教材P51的内容，初识并记忆下面三个知识点，2分钟后随机提问。
1. 热值的物理意义；
2. 热值的定义及符号；
3. 热值的计算公式；
4. 热值的单位。
自主学习
　　某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。
2.定义：
3.公式：
表示燃料完全燃烧时放热本领的物理量。热值在数值上等于1 kg（或1 m3）质量（或体积）的某种燃料完全燃烧放出的热量。
1.意义：
　　国际单位：焦每千克；符号：J/kg。
　　气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
4.单位：
固体或液体
气体燃料
深度理解:
“完全燃烧”指的是一定量的物质在一定条件下燃烧时化学能全部转化为内能的现象。但是这种燃烧状态只是一种理想状态，生活中很难满足燃料完全燃烧。
热值 q
煤油 4.6×107
木炭 3.4×107
汽油 4.6×107
无烟煤 3.4×107
氢气 14.3×107
石油 4.4×107
焦碳 3.0×107
天然气 4.4×107
柴油 3.3×107
烟煤 2.9×107
煤气 4.2×107
酒精 3.0×107
干木柴 1.2×107
气体
液体
固体
常用燃料的热值（单位：J/kg或J/cm3）
1. 燃料的种类不同，燃料的热值一般不同；但也有可能相同，如煤油和汽油等。
2. 热值是燃料的一种特性，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小。燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。
2. 关于燃料的热值，下列说法正确的是（　 ）
A．燃料的热值越大，燃烧时达到的温度就越高　
B．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多
C．燃料燃烧越充分，则燃料的热值就越大　
D．燃料的热值与燃料的质量及燃烧情况无关
D
B
闯一闯
1. 一杯酒精倒出一半，剩余酒精的质量、密度、比热容和热值的变化情况是（　　）
A. 质量、密度、比热容和热值不变
B. 质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变
C. 质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变
D. 质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变
3. 焦炭的热值是3.0×107 J/kg，最少燃烧多少克的焦炭才可获得6×103 J的热量。
解：由Q=mq可知，
答：最少需燃烧0.2g的焦炭。

闯一闯
一、学习要求：阅读教材P52和P53的内容，思考下面的问题。
1. 热机燃料能量的主要走向都有哪些？
2. 热机效率的定义是什么？如何用公式表示？
3. 常见的热机效率分别大概是多少？
4. 提高热机效率的途径有哪些？
二、学习时间：2分钟。
自主学习
由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量
燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放
机械传热损失一部分能量
　内能真正转变为对外做功的部分
废气排出带走的能量
热机燃料能量的走向
热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。
做有用功的能量
燃料完全燃烧放出的能量
热机效率
2. 定义式
1. 定义
（1）热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，它的机械性能就越好。在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。
（2）热机的效率总小于1。
热机效率
汽油机的效率为 20%~30%
蒸汽机的效率只有6%~15%
柴油机的效率为30%~40%
喷气式飞机的效率为 50%~60%
常见热机的效率
1.使燃料更加充分地燃烧。
2.在设计和制造热机时，不断地改进和创新，以减少各种能量的损失。
3.在各零件上涂上润滑油，减少机械间摩擦所损失的能量。
4.充分利用废气的能量，提高燃料的利用率。
加大与氧气的接触面积
提高热机效率的途径
4. 如图是某内燃机工作时的能量流向图。该内燃机的热机效率是( 　)
A．25% B．35% C．40% D．75%
B
闯一闯
5. 为节约能源，需提高热机的效率，
下列说法中错误的是（ ）
A. 尽量使燃料充分燃烧
B. 尽量减少热机部件间的摩擦
C. 尽量减少废气带走的热量
D. 尽量增加热机的工作时间，就可以让热机的效率达到 100%
D
6. 一辆汽车的发动机输出功率为66.15 kW，每小时耗（柴）油14 kg，请计算发动机的效率。（柴油的燃烧值为4.3×107 J/kg）
解：发动机每小时做的功:
W=Pt=66150 W×3 600 s≈2.38×108 J
完全燃烧14 kg柴油放出的能量:
Q总=mq=14 kg×4.3×107 J/kg=6.02×108 J
做有用功的能量：
W有=W≈2.38×108 J
发动机的效率：
答：发动机的效率约为39.5%。
闯一闯
7. 用炉具烧水时，将10 kg 的水从20 ℃加热到100 ℃，燃烧了0.5 kg 的焦炭。水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃），焦炭的热值是3.0×107 J/kg。试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）0.5 kg 焦炭完全燃烧释放的热量是多少？
（3）该炉具烧水的热效率是多少？
解：（1）水吸收的热量
Q 吸=cmΔt=4.2×103 J/（kg· ℃）×10 kg×（100 ℃ -20 ℃）=3.36×106 J。
（2）焦炭释放的热量
Q 放=qm′=3.0×107 J/kg×0.5 kg=1.5×107 J。
（3）该炉具烧水的热效率
η= ×100% = ×100% =22.4%。


闯一闯
1. 热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。
环境保护
2. 保护的环境的措施：
（1）改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;
（2）集中供热；
（3）改用气体燃料，普及煤气和天然气；
（4）充分开发利用污染少和无污染的新能源。
提高途径
放热计算
完全燃烧
热机效率
燃料的利用率
燃料的热值
提
前
减少摩擦消耗
减少热损
充分燃烧
Q=qm（固、液）
算
计
更新技术
Q=qV （气）
课堂总结
谢谢聆听

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