资源简介

(共26张PPT)
物理 人教版
九年级全一册
第十四章　内能的利用
第二节　 热机的效率
新课导入
我们从哪里获得内能？
柴薪
石油
煤炭
天然气
学习目标
1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同，建立热值的概念。
2.能简单计算燃料燃烧放出的热量。
3.能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机效率。
学习目标
教学重点：
燃料的热值和热机的效率。
教学难点：
对热机效率的理解。
知识全解
知识点1　燃料的热值
我们要烧开同一壶水，现有三种燃料：干草、木柴、煤炭，用哪种燃料用量最少？
为什么提供相同的能量
不同燃料所需的量不同？
不同燃料
放出的热量不同
质量相同
完全燃烧
放热本领不同
知识全解
知识点1　燃料的热值
热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（体积）之比叫做这种燃料的热值。
符号：
公式：
单位：焦 /千克 ( J/kg )（固体和液体）
焦 /立方米 （J/m3)（气体)
知识全解
知识点1　燃料的热值
物理意义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
知识全解
知识点1　燃料的热值
物理意义：
木炭的热值: 3.4×107J/kg
1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107J。
焦炉煤气的热值: 约1.7×107J/m3
1立方米焦炉煤气完全燃烧时放出的热量约为1.7×107J。
知识全解
知识点1　燃料的热值
燃料的热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关。
一定要记住！
知识全解
知识点1　燃料的热值
内燃机中的燃料燃烧，释放的能量都到哪里去了？
燃料的化学能
散热、
克服摩擦
废气带走的能量
有用机械能
不完全燃烧部分
知识全解
知识点1　燃料的热值
实际放出热量<计算热量
高温高压 燃气
机械损失
有用机械能
燃料完全燃烧放出的能量
有效利用热量<放出热量
知识全解
知识点2　热机的效率
热机效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。
公式：
内燃机
热传递（烧水）
知识全解
知识点2　热机的效率
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%
知识全解
知识点2　热机的效率
思考：如何提高热机效率？
（1）使燃料充分燃烧；
（2）尽量减少各种热量损失；
（3）保持良好的润滑以减小摩擦；
（4）利用废气的能量（主要措施）
当堂练习
1.某学校每天向学生提供100kg开水，下表所列为几种常见燃料的热值。现将质量为100kg，初温为20℃的水烧开，所需燃料质量最少的是（燃料完全燃烧）（　　）
A．燃料油 B．酒精 C．无烟煤 D．烟煤
A
当堂练习
解析　
由表中数据可知，几种燃料的热值大小关系为：q燃料油＞q无烟煤＞q酒精＞q烟煤，将质量为100kg，初温为20℃的水烧开需要吸收的热量一定，假如燃料完全燃烧释放的热量全部被水吸收，燃料油的热值最大，所需燃料的质量最少。
故选：A。
当堂练习
2.汽车加油站严禁烟火，是为了预防汽油_______（填物态变化）被点燃而引发爆炸；完全燃烧100g汽油可以放出______________J的热量（汽油的热值为4.6×107J/kg）。
汽化
4.6×106
当堂练习
解析　
汽油常温下容易汽化，气态的汽油遇火星便可被点燃，所以加油站提示“禁止吸烟”“请熄火”等。
完全燃烧100g的汽油可以放出Q＝mq＝4.6×107J/kg×0.1kg＝4.6×106J。
当堂练习
3.如图所示，是汽油机的能量流向图，对照此图，下列说法不正确的是（　　）
A．废气的排放所占的比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段
B．冷却水能量的二次利用可以提高能量的利用率
C．该汽油机工作时汽油没有完全燃烧，则汽油的热值会减小
D．该汽油机的能量利用率为 28%
C
当堂练习
解析　
A、由图示知，废气带走了大部分的能量，所以减少该部分的能量损失是提高热机效率的有效手段，故A正确；
B、冷却水带走的热量仅次于废气带走的热量，所以冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率，故B正确；
C、热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与是否完全燃烧没有关系，因此汽油没有完全燃烧，汽油的热值与不燃烧时相同，故C错误；
D、该汽油机的热机效率为η＝98%﹣33%﹣30%﹣7%＝28%，故D正确。
故选：C。
当堂练习
4.汽车已进入百姓家庭，汽车发动机性能的好坏倍受人们关注。在汽车发动机的设计过程中，既要考虑能量的有效利用，又要考虑发动机的冷却问题。[汽油热值为4.6×107J/kg，汽油密度为0.7×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]
（1）为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度。5kg水在冷却系统中温度升高50℃，所吸收的热量是多少？
（2）10L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧30min，可以释放出多少能量（假设汽油完全燃烧）？若发动机输出的功率为6×104W，则此汽车发动机的效率是多少？（汽车发动机效率的计算结果精确到1%）
当堂练习
解析　
（1）水温升高50℃吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×5kg×50℃＝1.05×106J；
（2）汽油的体积V＝10L＝0.01m3，由ρ＝得汽油的质量：
m＝ρV＝0.7×103kg/m3×0.01m3＝7kg，
这些汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝7kg×4.6×107J/kg＝3.22×108J，
发动机工作时间t＝30min＝1800s，
发动机做的有用功：
W＝Pt＝6×104W×1800s＝1.08×108J，
发动机的效率：η＝×100%＝×100%≈34%。
本课小结
热机的效率
燃料的热值：
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（体积）之比叫做这种燃料的热值。
热机的效率：
符号、公式、单位
燃料的热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关。
用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。
公式
提高热机效率：
（1）使燃料充分燃烧；
（2）尽量减少各种热量损失；
（3）保持良好的润滑以减小摩擦。
（4）利用废气的能量（主要措施）
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