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(共32张PPT)
神州二十号发射
思考：火箭发动机中为什么采用氢做燃料呢？
人类在原始社会时就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。
在现代社会，人类所用能量的很大一部分依然是从燃料
的燃烧中获得的。（烧水做饭、现代科技的汽车、飞机、火箭等）
想想议议
想一想，你见过的燃料有哪些？
根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是否相同？
固体燃料 液体燃料 气体燃料
木柴
煤
汽油
柴油
酒精
煤气
天然气
沼气
　　现代生活中，我们常用煤气烧水煮饭，而不再使用木柴；汽车选择汽油、柴油作为燃料，火箭选择液氢作为主要燃料。
　　在不同领域使用不同的燃料，这是为什么呢？和燃料自身某种性质有关吗？
　　相同质量（或相同体积）的不同燃料，通过燃烧释放的热量不同。
提出问题
提出猜想
设计实验
实验设计：选取相同质量的不同燃料，点燃后，对相同质量的水进行加热，比较两杯水温度的升高多少，来确定燃料的放热本领。
实验方法：控制变量法和转换法　
干木柴
实验过程：
选择相同质量的干木柴和酒精，分别对相同质量，初温相同的水进行加热，观察实验现象，收集实验数据，并分析。
温度 燃料 加热前温度/℃ 燃料燃尽后的温度/℃ 水温的变化/℃
5g酒精 28 83 55
5g干木柴 28 62 37
实验数据：
实验结论：
相同质量的酒精和木柴加热完全相同的水，水升高的温度不同，酒精加热的水升高的温度更多。
比值定义法——放出的热量与质量之比。
为了比较燃料的特性,引入了“热值”这一物理量。
燃烧相同质量的不同材料，放出的热量是不同的。
同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。
物理意义：
q汽油=4.6×107J/kg表示：
1kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6x107J。
为什么火箭大多用液氢作为原料？
因为氢的热值大
关于燃料的热值，下列说法正确的是（ ）
A. 热值在数值上等于1kg某种燃料燃烧放出的热量
B. 10kg木炭比1kg木炭的热值大
C. 热值大的燃料比热值小的燃料燃烧时放出的热量多
D. 燃料燃烧时放出热量的多少与是否完全燃烧有关
D
下列关于热值的说法正确的是（ ）
A. 2 kg 煤的热值大于 1 kg 煤的热值
B. 燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C. 0.5 kg 酒精完全燃烧时放出的热量为1.5×107 J，
则此酒精的热值是 0.75×107 J/ kg
D. 燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关
D
用煤气将1kg的水烧开（从25℃加热到100℃），这些煤气完全燃烧放出热量是多少J？水吸收的热量是多少J？
（煤气的热值是3.9×107J/m3）
Q放 = qV煤气
= 9.204×105 J
= 3.9×107 J/m3×0.0236m3
Q吸= cm水Δt
= 3.15×105 J
= 4.2×103 J/(kg · ℃)×1 kg×(100℃-25 ℃）
克服机械摩擦所消耗的能量
机械传热损失的能量
燃料不能完全燃烧
汽车排出的废气有汽油味，说明燃料不能完全燃烧。
在汽车行驶过程中，内燃机中的燃料能够完全燃烧吗？
燃料燃烧释放的能量到哪里去了？
燃烧的化学能
废气带走的能量
做有用功的能量
二、热机的效率
　　用来做有用功的这部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫作热机的效率。
机械效率 烧水的效率 热机的效率
　 有用功 水吸收的热量 有用功
总功 燃料完全燃烧放出的热量 燃料完全燃烧放出的热量
表示符号：
（η总小于1）
常见热机的效率
蒸汽机 6%~15%
柴油机 30%~45%
汽油机 20%~40%
①使燃料充分燃烧。
②尽量减少各种热量损失。
③在热机的设计和制造上提高技术水平和使用新材料。
④保证良好的润滑，减少因摩擦额外消耗的能量。
如何提高热机的效率？
在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。大型发电机常常由蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。
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
C
　　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·℃)。
解：Q = mq = 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
完全燃烧15kg热值是 3.4×107J/kg的木炭，能产生多少热量？想要获得这些热量，需要完全燃烧多少千克氢气？(q氢=1.4 ×108J/kg)
解：Q = qm = 3.4×107J/kg×15kg= 5.1×108J
　　m =
Q
q氢
5.1×108 J
1.4×108 J/kg
=
≈ 3.64 kg
　　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%
1．燃料的热值
2．烧水的效率：
3．热机的效率：
（完全燃烧放出的热量与质量之比）
单位：焦每千克（J/kg）
对某些气体燃料：
，焦每立方米（J/m3）
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
C
5.用天然气灶烧水，燃烧1m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃。天然气热值3.2×107J/m3。求：
（1）天然气完全燃烧放出热量
（2）水吸收的热量
（3）天然气灶的效率
（见教材P34 练习与应用）
1. 有人认为，无烟煤的热值比干木柴大，完全燃烧时无烟煤放出的热量比干木柴多。你认为呢？说说理由。
燃料完全燃烧时放出的热量，除了与燃料种类(热值)有关外，还与燃料的质量有关，题中未给出两种燃料的质量信息，所以此观点不正确.
2. 某人提着一袋质量为 5 kg 的大米，从 1 层步行至 5 层，每层楼的层高为 3 m，他对这袋大米做了多少功？要使一定量的汽油完全燃烧放出的热量和他所做的功数值相等，则需要多少汽油？
解: g 取 10 N/ kg，汽油的热值 q ＝4.6×107 J/kg. 人对大米做的功W ＝Gh ＝mgh ＝5 kg×10N/kg×(5－1)×3m＝600 J
汽油完全燃烧放出的热量 Q放＝W ＝ 600 J，
由 Q放＝mq 得
需要汽油的质量
3. 如果干木柴跟煤油放出的热量相等，那么干木柴的质量应
该等于煤油质量的几倍？请列出相关计算式来说明理由。
解：因为Q放=m木柴q木柴=m煤油q煤油，查出q木柴=1.2×107J/kg，q煤油=4.6×107J/kg，所以
即干木柴的质量等于煤油质量的 3.83 倍。
4. 全球汽车保有量在迅速增长，截至2024年底，我国燃油汽车保有量约为 3.2 亿辆。假设每辆汽车每年耗油 1.8 t，汽车内燃机的效率平均值取 30%。如果能把内燃机效率提高 1%，我国每年可以节约多少燃油？
解: 设燃油的热值为 q，则每辆汽车每年所做的有用功 W有用＝ηQ ＝ηmq ＝30％×1.8 t×q ＝ 0.54 t×q，内燃机提高效率后，做同样多的有用功，消耗的燃料完全燃烧放出的热量
所需燃料的质量
每辆车每年节约燃油 1.8 t－1.742 t = 0.058 t，
3.2亿辆车每年节约燃油 3.2×108×0.058 t = 1.86×107 t.
5. 提高热机的效率具有哪些积极意义？请你列出一个回答
问题的提纲，不必展开陈述。
解：减少有害气体的排放量，降低对空气的污染。减少燃料的消耗，节约能源。
下 课
Thanks!
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