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热机的效率
第十四章 第２节
复习提问
1、热机及热机的工作原理
2、汽油机的构造和工作过程
3、柴油机的构造和工作过程
4、柴油机与汽油机工作过程的异同点
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变为内能的过程。
固体燃料
液体燃料
气体燃料
燃料可分为三种
〖请你说说〗
日常生活中常用到的燃料有哪些？
常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。
干木柴
烟煤
汽油
学习目标
认识热值，利用热值计算物质燃烧放出的热量。
2.认识热机的效率，能计算热机的效率。
　　不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？
　　经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。
一、燃料的热值　
想想议议
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。
1 ．热值定义
2 ．物理意义
3 ．表达式：
表示燃料放出热量的本领的大小。
符号：q
热值大，放出热量的本领大，但放出的热量不一定多。
固体和液体 q=Q/m
部分气体 q=Q/v
热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
　　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。
单位意义：1kg的物体完全燃烧释放出的热量。
4．单位
例：干木柴的热值1.2×107 J/kg的意义？
了解燃料的热值表
5.因素：热值只与燃料的种类有关,物质的一种特性。
与燃料是否充分燃烧，燃料的质量、体积均无关系。
　　为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
3．燃料燃烧放热的计算
想一想
放出热量 = 热值×质量
Q=mq
　　根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？
　　再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？
　　氢的热值是1.4×108 J/kg
　　干木柴的热值1.2×107 J/kg
放出热量Q = q×m
=1.4×108 J/kg× 10×103 kg
=1.4×1012 J
需要干木柴
　　约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。
讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？
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
　有用的机械能
废气排出带走的能量
热机中燃料释放能量的主要走向示意图
　　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？
无用的机械
能
有用机械能
二、热机的效率　
想一想
燃气内能
废弃带走和
损失的内能
蒸汽机的效率只有6%~15%
汽油机的效率为 20%~30%
柴油机的效率为30%~45%
热机的效率是热机性能的重要指标
热机的效率是热机性能的重要指标
Q有
Q放
2 ．公式η=
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．热机的效率：
3．物理意义：
热机效率表示使用热机时对燃料的利用率。
提高热机效率，节约能源，减少污染
想一想
热机的效率为什么不能达到100%？
1.燃料燃烧不完全
2.排出的废气温度过高
3.机件散热损失
4.克服机件摩擦
怎样提高热机的效率？
使燃料充分燃烧;
尽量减少各种热量损失；
在热机的设计和制造上采用先进的技术；
注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
议一议
环境保护
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：
例1、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2千克柴油能放热 J，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功__________J。
（柴油的热值为3.3×107J/kg）
例2、完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为3.0×107J/kg)能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使30kg 、20℃的水温度升高到多少度？
6.6×107
1.98×107
4.2×106J
30℃
什么是燃料的热值？
燃料完全燃烧时放出热量如何计算
提高热机的效率与节能环保
课堂小结
C
　　1．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 (　　 )
　　A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比
　　B．燃料没燃烧时就没有热值
　　C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关
　　D．容易燃烧的燃料热值一定大
练一练
　　2．已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。
练一练
　　Q = 1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J
　　m =
Q
c(t -t0)
8.4×106 J
4.2×103 J/(kg·℃)×(70 ℃-20 ℃)
　　 =
　　 = 40 kg
　　3. 关于热机效率，下列说法正确的是：
　　　　　　　　　　　　　　　　　(　　 )
　　A．热机效率越高，即热机做的有用功多
　　B．热机效率越高，即热机的功率越大
　　C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量　 　损失，并且要保证良好的涧滑
　　D．提高热机效率，有利于环保减排
C D
练一练
　　4．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为__________。
35%
练一练

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