2、3 热机效率 (1)
计算热机效率的四种公式
计算热机效率的四种公式四种计算热机效率的公式热机效率是评价热机工作性能的重要指标，它表示热机从热源吸收的热量中有多少被转化为有效功，是一个热机的能量转化效率。
下面将介绍四种计算热机效率的公式，并对其应用进行简要分析。
1. 热机效率 = 1 - Q2 / Q1该公式中，Q1表示热机从热源吸收的热量，Q2表示热机向冷源放出的热量。
根据能量守恒定律，热机吸收的热量等于放出的热量加上对外做的功。
因此，该公式可以表示为热机效率 = 1 - W / Q1，其中W为热机对外做的功。
2. 热机效率 = W / Q1该公式中，W表示热机对外做的功，Q1表示热机从热源吸收的热量。
热机效率可以理解为热机对吸收热量的利用效率，即有多少热量被转化为对外做功。
该公式也可以表示为热机效率= 1 - Q2 / Q1。
3. 热机效率 = 1 - T2 / T1该公式中，T1表示热机从热源吸收热量时的温度，T2表示热机向冷源放出热量时的温度。
该公式是根据卡诺热机的理论推导得出的，卡诺热机是一个理想化的热机，其效率是热机效率的上限。
该公式表明，热机效率与工作温度有关，温度越高，效率越高。
4. 热机效率 = 1 - (T2 / T1)^(γ-1)该公式中，T1表示热机从热源吸收热量时的温度，T2表示热机向冷源放出热量时的温度，γ表示热机工质的绝热指数。
该公式是根据理想气体的绝热过程推导得出的，适用于循环过程中热机工质为理想气体的情况。
绝热指数γ是一个与热机工质性质有关的参数，不同的工质具有不同的γ值。
这四种计算热机效率的公式分别从不同的角度描述了热机的能量转化效率。
其中，第一种公式是最基本的热力学公式，基于能量守恒定律；第二种公式是将热机效率理解为对吸收热量的利用效率；第三种公式是根据卡诺热机的理论推导得出的，是一个理想化的情况；第四种公式适用于热机工质为理想气体的情况，考虑了绝热过程的影响。
在实际应用中，根据具体情况选择合适的计算热机效率的公式非常重要。
《热机的效率》课件ppt
钢、采矿、石油化工等行业的各种设备。
家用电器领域
03
在家用电器中，热机被广泛应用于空调、热水器、冰箱等产品
中。
热机的技术发展趋势
高效化
不断提高热机的效率是当前技术发展的重要趋势，例如采用先进 的燃烧技术、优化设计热力学循环等。
清洁能源利用
随着环保意识的提高，利用清洁能源作为热机能源是未来的发展 趋势，例如使用天然气、可再生能源等。
智能化控制
应用智能控制技术，实现热机的智能化控制，能够提高设备的运 行效率和可靠性。
热机的环保与节能前景
环保
随着环保意识的不断提高，热机的环保技术也在不断发展，例如采用清洁燃烧技术、排放 控制技术等，以减少对环境的污染。
节能
采用先进的热力学循环和高效化改造技术，可以大大提高热机的效率，从而降低能源消耗 。
可再生能源利用
利用可再生能源作为热机的能源是未来发展的重要趋势，例如使用太阳能、地热能等可再 生能源来替代传统能源。
THANKS
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04
提高热机效率的措施
提高燃烧效率的措施
充分燃烧燃料
选择合适的燃料和采用适当的燃烧方式，使燃料 充分燃烧，减少未燃损失。
改善空气动力性能
合理设计燃烧室和进排气系统，减少空气阻力， 提高燃料燃烧效率。
提高压缩比
增加压缩比可以提高燃料燃烧温度和压力，增加 热机效率。
采用新型材料和技术的措施
采用高强度轻质材料
传热温差的控制
控制适当的传热温差可以提高传热效率。
摩擦损失的影响
机组摩擦阻力
减少运动部件之间的摩擦阻力可以降低能量损耗。
气体泄漏和压缩损失
气体泄漏和压缩损失会导致能量损耗，需要采取措施减少泄漏和压缩损失。
热机的效率-ppt课件
的热值降低，所以可以用热值来区分，故A符合题意。
2.(2023·深圳校考阶段练习)一瓶酒精用去一半后，剩下的酒精( D )
A. 热值不变，比热容减小一半
B. 热值和比热容都减小一半
C. 热值减小一半，比热容不变
D. 热值不变，比热容不变
放 = 天然气 = . × . × / = . × 。
（3）该热水器加热这些水的效率是多少？
【答案】该热水器加热这些水的效率是
=
吸
放
× % =
.×
.×
× % = %。
知识点2：热机的效率
完全燃烧
6.燃料的利用率较低的原因：燃料很难__________，有效利用的能量比燃
少
料燃烧放出的能量____。
7.热机中燃料燃烧放出的能量流向如右图所示。用来做
有用功
完全燃烧
________的那部分能量，与燃料__________放出的能量之
比，叫做热机的效率。
完全燃烧
8.提高热机效率的途径：让燃料尽可能__________；在设计和制造上、不
14.2 热机的效率
知识点1：燃料的热值
完全燃烧
质量
1.定义：某种燃料__________放出的热量与其______之比，叫做这种燃料
的热值。
/
2.一般情况下：液体或固体燃料热值的单位：_____，气体燃料热值的单
/
位：______。
3.物理意义：如煤气的热值是3.9 × 107 J/m3 ，它表示1 m3 煤气完全燃烧
质量
水的质量
控制：煤油和菜籽油的______相同，以及水的初温和__________相同。
物理化学第五版第三章答案（1）
第三章 热力学第二定律3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。
求（1） 热机效率；（2） 当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。
解：卡诺热机的效率为根据定义3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求：（1） 热机效率；（2） 当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出（2）3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求（1）热机效率；（2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。
解： （1）(2)3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。
假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修斯说法。
证： （反证法） 设 r ir ηη>不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源放热，对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热则若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等，即总的结果是：得自单一低温热源的热，变成了环境作功，违背了热力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。
3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程。
解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。
求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。
（1）可逆热机效率。
（2）不可逆热机效率。
（3）不可逆热机效率。
解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义因此，上面三种过程的总熵变分别为。
3.7 已知水的比定压热容。
今有1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加热成100 ℃的水，求过程的。
（1）系统与100℃的热源接触。
教科版九年级物理上册第二章 第3节 热机效率
【解析】
知1－讲
热机的效率是热机所做的有用功与燃料完全燃 烧放出的热量之比，因此在热机所做的有用功一定 时，消耗的燃料越少，热机的效率越高；在消耗的 燃料一定时，热机所做的有用功越多，效率越高， 故C 正确。
总结
知1－讲
热机效率是一个比值，是由W有用与Q放共同决定的， 单独说W有用越多或燃料消耗越少，效率越高是不对的。 在相同条件下，效率越高的热机，做相同的W有用，所用 燃料越少。
第二章 改变世界的热机
第3节 热机效率
1 课堂讲解
•热机效率 •热机与环境
2 课时流程
逐点 导讲练
课堂 小结
当堂 检测
课后 作业
柴
石
薪
油
煤
天
炭
然
气
知识点 1 热机效率
知1－导
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？
知1－导
由图可知，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。
4 (中考·荆州)“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5 微米的颗粒物，吸入后会对人体健康造成危害，是 空气的重要污染源。荆州市是全国74个空气质量监 测城市之一。以下措施中会使空气中PM2.5污染增 大的是( ) A．禁止焚烧秸秆 B．提倡使用太阳能设备 C．发展核电代替部分煤发电 D．提倡城市居民开车出行
知识点 2 热机与环境
知2－讲
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。
知2－讲
知2－讲
1. 热机的利用带来的环境污染主要有大气污染和噪声 污染。
2. 燃料造成大气污染的主要原因是：燃料中有杂质， 燃烧会生成二氧化氮、二氧化硫和一氧化碳等有害 气体和粉尘。
【推荐精选】2018年九年级物理上册 第二章 3热机效率练习 (新版)教科版
3. 热机效率图2－3－1一热机效率热机所做__________与______________________________之比叫做热机的效率。
热机效率是热机性能的重要指标。
二热机与环境保护热机工作过程中的热量释放，以及燃料燃烧生成物的排出，是造成地球环境破坏的主要原因之一。
[点拨]保护环境的主要措施：(1)改进燃烧设备，尽量使燃料充分燃烧；加装除尘装置，减少烟尘排放量。
(2)普及使用煤气和天然气，以代替家用煤炉。
(3)开发利用污染小的新能源，如太阳能、核能等。
类型一 热机效率例1 如图2－3－2所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为( )图2－3－2A ．η＝E 1＋E 2＋E 3＋E 4E ×100%B ．η＝E 1E×100%C ．η＝E 1＋E 3＋E 4E ×100% D ．η＝E 2E×100%[方法指导]热机效率及提高热机效率的方法(1)热机效率的表达式为η＝W 有用Q 放×100%，热机的效率总小于1。
(2)提高热机效率的方法：①尽量让燃料充分燃烧；②减少废气带走的能量；③减少摩擦消耗的能量。
类型二 热机效率的相关计算例2 一辆汽车在平直公路上匀速行驶，受到的阻力是104N ，当它行驶了13.8 km 时，完全燃烧了10 kg 的汽油。
已知q 汽油＝4.6×107J/kg ，求：(1)汽车受到的牵引力。
(2)汽车获得的有用功。
(3)10 kg 汽油完全燃烧所释放的热量。
(4)这辆汽车的热机效率。
[方法指导]找准“突破口”，破解热机效率的相关计算解答有关汽车热机效率的计算题时，可以从公式“η＝W 有用Q 放×100%”入手，其中，有用功W 有用＝Fs ，燃料完全燃烧所释放的热量Q 放＝mq(或Q 放＝Vq)。
然后，根据题目已知条件，求出相关的物理量进行计算。
用框图表示为：类型三热机与环境保护例3 从如图2－3－3所示漫画中我们看到，热机的大量使用，在给人类社会带来进步的同时，也使人类的生存受到了威胁。
有关热机功率、效率示的计算(1)
离
力
耗能
纯电动 汽车
内燃机 汽车
电能 100km 汽油 100km
600N 600N
7
6 107J
7.2X10 J
83.3%
7
6107J 3X10J 20%
(1)通过计算，在表格内填写汽车牵引力做 的有用功级内燃机汽车的效率。
（2）根据题目信息，说出这种电动汽车 节能、环保主要体现在哪几个方面。
Q mq 40kg 4107J / kg 1.6109J
发动机的效率为：
=W
Q
100%
6.4 108J 1.6 109J
40%
3.某型号的载重车在一段平直的高速公路上 行驶10.08Km,所用时间是8min,消耗燃 油 3L.(假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这 段时间内的效率为40%。若燃油的密度是
P=Fv=3000NX21m/s=6.3x 104W
4.一小汽车以72km/h的速度在水平路面上 匀速行驶81km,消耗汽油7.5L，若发动机的 输出功率为23kW.求在这段路程中:
(
10 =0.72 3kg
汽油
/
m3,
q 汽油
4.6 107J
/
kg)
(1)现代社会热机的大量使用，排放的废气 会给环境带来污染，人们正在设法减少这 种污染，试举一例：_______________. (2)7.5L汽油完全燃烧放出的热量。 （3）小汽车所受的摩擦力。 （4）小汽车车发动机的效率。
(3v得 tt
f
F
牵=
P v
23000W 20m / s
1150N
（4）汽车所做的功：
W F 牵S 1150N 8.1104m 9.315107J
热学--热机的效率
热机的效率一、教学目标1、知识与技能经历“燃烧燃料释放热量的分配”的过程，感受到转化为机械能的内能只是一部分，形成正确的世界观2、过程与方法通过与机械效率的对比，了解热机的效率，感悟到效率是评价投入、产出比的基本方法，并了解不同热机的效率值；3、情感、态度与价值观了解热机的使用对社会的贡献与带来的环境污染，感受到自然科学的发展和先进技术的应用在推进社会发展的同时，也造成了环境污染。
二、教学重点建立热机效率的概念。
三、教学难点理解环境污染与热机使用的关系；热机效率的运用。
四、教学过程（一）复习引入1． 叫机械效率。
2．内燃机是将 能转化成 能。
内燃机一个工作循环的四个冲程依次为冲程、 冲程、 冲程和 冲程。
3．在内燃机里，燃料释放的能量都到哪里去了？4． 叫做热机的效率。
（二）燃料的热值1、:某种燃料完全燃烧放出的能量（热量）与其质量之比，叫做这种燃料的热值（heat value ），热值用q 表示。
2、单位：J/Kg 或 3/m J3、公式：Q = mq 或：Q = Vq其中：燃料完全燃烧释放的热量为Q 、燃料的质量为：m 、燃料的热值为q ；那么V 则应该是燃料的体积、此时燃料的热值仍然是q ，可是此时因为体积单位为：3m （米的立方），则燃料热值此时单位为：3/m J 。
敬请同学们看教材23页的小资料一些燃料的热值。
哪种燃料的热值最好，燃烧这些燃料在实际中是否能充分的利用而没有浪费掉？为此我们下面来学习热机的效率（三）热机的效率1．交流讨论：热机里的能量转化。
燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了。
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。
即热机工作时的能量的损失①燃料未完全燃烧②废气排出带走能量③克服磨擦，消耗能量（由于机械传动等要克服摩擦也要消耗能量）④热机本身发热带走一部分能量。
2.3 热机效率
2 建筑工地上有一大型汽车吊，把100 t建筑材料从地 面吊到15 m高处，汽车吊做的有用功为_1_._5__×__1_0_7_J， 在这个过程中，汽车吊消耗柴油的质量为2.0 kg，则 完全燃烧2.0 kg柴油释放的热量为___8_._6__×__1_0_7___J， 该过程中汽车吊的效率为__1_7_._4___%。(柴油的热值 为q＝4.3×107 J/kg，g取10 N/kg)
2. 热机效率的计算公式为 W有用。热机工作时，真正
Q放 转化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，所以任何热机的效率都不可能达到
100%。
3. 提高热机效率的主要途径是减少热机工作中的各种能量 损失。 提高热机效率的主要措施是：
①使燃料尽可能充分燃烧； ②尽量减少各种热量散失； ③使用时注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦而
D. 在完全无摩擦的道路上，汽车发动机的效率可
达到100%
（来自教材）
3 某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上 以80 km/h的速度匀速行 驶了 6km,消耗汽油1.5L。 已知汽油密度为 ρ汽油=0.7×103kg/m3，汽油的热 值 q汽油=4.5 ×107J/kg。假设燃油完全燃烧，汽油 机的效率为40%，则该型号汽车在 以此速度行驶 的过程中，受到的阻力是多大？
（来自教材）
（来自《典中点》）
知识点 2 改变世界的热机 从18世纪60年代开始，蒸汽机在纺织方面的应用
从18世纪末，蒸汽机在采矿业上的应用
今天，蒸汽机在各种火电站和热电站里的应用
生活中无处不在的热机
知识点 3 地球就在我们手中
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。
2.3 热机效率
热机效率
复习回顾
1.内燃机的定义与分类。
2.内燃机的四个冲程以及各个冲程的能量 是如何转化的。
3.内燃机在工作时，能量 全 燃 烧
热量损失
1、燃料未能完全燃烧，化学能没完全释放。 2 、排除的废气温度高，带走很多热量：
3、 由于热传递，机器向外散热，损失一部
2. 一辆汽车的发动机输出功率为66150w, 每小时耗柴油14kg,计算发动机的效率. （柴油的燃烧值为4.3×107J／kg）
3、轿车已逐步进入我国普通百姓家中. 已知 某国产骄车每行驶100km消耗8L汽油(1L ＝10-3m3)，汽油的密度为0.71×103kg/m3、 热值为4.6×l07J／kg．则
分能量。
4、 机器在转动过程中存在摩擦，克服摩擦
做功，又会消耗一部分能量。
一、热机效率
1 定义：热机所做有用功与所用燃料完全燃 烧释放的热量之比叫做热机的效率。
2 公式：
η=
常见热机的效率
3、提高热机效率的主要途径：
1） 使燃料充分燃烧。 2 ）尽量减少各种热损失。 3 ）在热机设计和制造上，采用先进的技术。 4） 保证良好的润滑，减少因摩擦而另外消
耗的功。
二、内能的利用对环境的影响
1.废气污染 2.噪声污染
内能的利用和环境保护措施
1 改进燃烧设备，消除烟尘。 2 提高燃料的综合利用，采取集中供热。 3 充分开发利用污染小和无污染的能源。 4 安装消声器，减少噪声。
1. 热机所做 与所用燃料完全燃烧释放 的 之比叫做热机的效率. 热机效率通常用 来表示.例如:蒸汽机 的效率一般在 左右;汽油机的效率 为 ;柴油机的效率为 .
(1)10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是__J． (2)该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是__kg． (3)当该汽车以50kW的功率在平直公路上以72km／h 的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于__N． (4) 该汽车发动机的效率是 %.
2.3 热机效率
吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
燃料在汽缸内燃烧放出热量 全都用来做功了吗？
热机里燃料释放能量都流向哪儿了？
燃料释放能量的流向：
废气（最多） 冷却水 克服摩擦与辐射 输出有用功
有用功 热机的效率 = —————————— 燃料完全燃烧释放的能量 热机效率的公式： ᵑ=W有用/Q总 =W有用/（qm）
如何保护环境，节约能源：
1、利用绿色能源（风能，太阳能，氢能等） 2、研究和开发低能耗、少污染的高性能热机 3、控制和减少污染。
新能源 公交车
各种 太阳能电动车
练习： 1、某内燃机用来做有用功的那部分能量是损 失能量的四分之一，则内燃机的效率是（ ） A 25% B 20% C 75% D无法计算 2、在热机工作过程中的各类能量损失中（ ） A散热损失的能量最多 B燃料不完全燃烧带走的热量最多 C克服摩擦损失的热量最多 D废气带走的热量最多
热机工作时总是有能量的损失，所以热机效率 始终小于1. 热机效率是热机性能的重要指标。
提高热机效率燃烧 2、减少机械摩擦损失 3、减少机械散热和废气带走热量
热机的使用，极大地方便了 我们的生活。 （蒸汽机）
同时，热机也带来了环境污染。
• 废气 • 热污染（温室效应） • 噪声
练习： 3、关于热机，下列说法错误的是（ ） A 热机性能的好坏的重要标志之一是热机效 率 B 热机不可能把燃料燃烧所释放的内能全部 用来做功 C 柴油机的效率比汽油机的高，是因为柴油 热值比汽油大 D 使用内燃机时，减少废气带走的热量可以 大大提高热机效率
练习： 4、关于热机的效率，下列说法中正确的是 （ ） A热机做的有用功多，效率一定高 B热机的功率大，效率一定高 C目前热机的效率可达90%以上 D尽量使燃料充分燃烧，减少各种能量损失， 可以提高热机效率
14.2热机的效率-知识点梳理
3.热机的能流图
η=E4/E1
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2、热机的效率
定义：热机转变为有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释 放的能量的比值称为热机的效率，即η=W/Q=Fs/mq=Pt/mq。 物理意义：做相同的有用功，效率高的热机消耗的燃料 少。消耗同样多的燃料，效率高的热机做的有用功多。 提高办法：采用新技术，使燃料充分燃烧。做好润滑 保养，减小摩擦。利用废气的能量。 注意：热机效率总是小于1。柴油机效率略高于汽油机。
第 十 二 四 热 章
机 的 效 率
内 能 的 利 用
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目录
1.燃料的热值 2.热机的效率释放能量的能力是不同的，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。 热值用 q 表示，单位是 J/kg 。气体燃料的热值单位常用 J/m3. 说明：热值是用来表示燃料燃烧释放能量的能力大小的物 理量，同种燃料的热值是相同的，与燃料质量无关。 公式：Q=mq m=Q/q
第十四章第2节 热机的效率
第2节热机的效率一、教学目的〔一〕知识与技能1.掌握热值的定义，热值的单位，符号及计算公式.2.理解常见燃料的热值.3.理解热机的效率，知道如何进步热机的效率.4.对热机的效率会进展简单的计算.〔二〕过程与方法1.从能量转化的角度认识燃料的热值.2.理解内能的利用在人类开展史上的重要意义.〔三〕情感、态度与价值观1.通过老师、学生双边的教学活动，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，使学生乐于探究自然现象和日常生活中的物理学道理.2.能从科学角度读懂媒体对与热机有关的环境方面的报道，培养环境保护意识.二、教学重难点重点：燃料的热值，热机的效率.难点：热机中的能量转化及损失，理解热机效率.三、教学策略“燃料及其热值〞这局部内容的学习，应在学生从生活中体会到不同燃烧释放内能的本领不同的根底上进展，要求学生知道热值的单位，会查热值表，并知道其物理意义.““如何进步热机的效率〞结论的得出，表达物理知识来源于理论的思想.本节课教学中，建议向学生提供一些关于热机效率、节能、燃料燃烧排放物污染与治理方面的资料，或指导学生从有关的科普读物、电影、电视、新闻媒体及网络查寻，让学生通过阅读、调查，总结与热机有关的物理规律.四、教学资源准备烧杯、电加热器、温度计、水、煤油等.五、教学过程教学设计老师活动学生活动修改与补充复习旧知, 预习反应〔1〕什么是内能？如何才能改变物体的内能？〔2〕比热容的概念，比热容的单位.〔3〕水的比热容是多少？〔4〕热量的计算公式.课前准备:课下搜集各种燃料燃烧时释放能量的情况.学生考虑、抢答.引入新课分析学生搜集的各种资料，提出问题：为什么各种燃料燃烧时释放能量的才能不同呢？引入课题.进展新课一、燃料的热值质量一样的不同燃料完全燃烧放出的能量〔热量〕是不同的.如：木材、煤、炭、汽油、柴油、酒精、液化石油气......研讨活动：普通家庭一个月平均要用无烟煤75kg,改用液化石油气就只需15kg,农村烧锅灶每月大概需干柴150kg.热值的定义：我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比.二、热机的效率问题：热机工作时，不能把燃料释放的能量完全利用,燃料燃烧过程中不可以完全燃烧......讨论：站在内燃机排气口附近能闻到柴油和汽油的气味、触摸机体感觉机体发热......结论：热机利用的做有用功的热量只占燃料完全燃烧放出热量的一小局部.定义：用来做有用功的那局部能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比.结合生活中汽车发动机能量走向图，来讨论热机效率.三、进步热机的效率途径：让燃料充分燃烧、减少各种热散失、减少机体内部各局部之间的摩擦.展望：研究开发热能效率更高的热机.练习：一台大型推土机的推力为30 000N，匀速推土总行程达10kmg,求推土机的热机效率.四、热机的使用及带来的环保问题〔1〕热机开展史：蒸汽机〔效率10%〕、蒸汽轮机〔效率20%〕、内燃机〔30%〕、燃气轮机〔40%〕......〔2〕热机的普遍使用，极大地进步了消费力,给人类社会带来了很大奉献.〔3〕热机使用过程引起的环境问题，内燃机大量排放的废气造成毒雾天气，如“酸雨〞现象.机器发出的声响造成噪音.机器散发的热量造成城市热岛效应及整个世界的温室效应......学生自主完成练习，检查自己学习效果，查漏补缺.解决不了的问题,进展组际和师生交流.。
热机的效率与循环
热机的效率与循环一、引言热机是利用能量转化的原理，将热能转变为机械能的装置。
在能源日益减少的今天，提高热机的效率成为了一项重要的任务。
热机的效率与循环密切相关，本文将从循环的角度探讨热机的效率。
二、热机的效率热机效率是指热机利用热能转化为机械能的比例。
根据热力学的第一定律，热机所做的功等于所吸收的热量减去热机排出的热量。
若热机吸热Q1，排热Q2，做的功为W，则热机效率η定义为η=W/Q1。
热机效率的理论最大值受到卡诺定律的限制。
卡诺定律指出，具有两个恒温热源的热机，在工作温度范围内，取得的最大效率由两个热源的温度差决定。
设热源温度分别为T1和T2（T1 > T2），则卡诺效率ηc=1-T2/T1。
对于实际的热机循环，无法达到卡诺效率，存在一定的损失。
这些损失主要包括热量的散失、摩擦阻力等。
热机的实际效率ηa一般远小于卡诺效率。
三、热机循环常见的热机循环有卡诺循环、奥托循环和布雷顿循环等。
这些循环在工作过程中，通过吸热、做功和排热三个阶段来实现能量转化。
卡诺循环是一种理想的循环，由两个等温过程和两个绝热过程组成。
在等温过程中，热机从高温热源吸热，放热到低温热源。
在绝热过程中，热机进行绝热压缩和绝热膨胀。
卡诺循环具有最高的热机效率。
奥托循环是内燃机的工作循环，主要用于汽油机。
奥托循环由四个过程组成，分别是吸气、压缩、燃烧和排气。
奥托循环中，汽缸中的气体经过压缩、着火燃烧、膨胀和排气等过程，实现了内燃机的工作。
布雷顿循环是蒸汽机的工作循环，主要用于蒸汽轮机。
布雷顿循环由四个过程组成，分别是加热、膨胀、冷凝和压缩。
布雷顿循环中，蒸汽在蒸汽轮机中的叶轮上膨胀、冷凝、压缩和供热，实现了蒸汽轮机的工作。
四、提高热机效率的方法为了提高热机的效率，可以从以下几个方面进行优化：1. 提高工作温度：根据卡诺效率公式可知，热机效率与工作温度差密切相关。
通过提高工作温度，可以增加热机的效率。
然而，过高的工作温度会导致材料的热失效，所以需要在考虑材料热稳定性的前提下选择合适的工作温度。
热机的效率
从哪里获得内能？ 柴薪
煤炭
石油 天然气
火箭为什么用氢做燃料？
燃料的热值
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。
热值的定义
（1）定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（气体为体积） 之比，叫做这种燃料的热值。
A、燃料完全燃烧时，它的热值最大 B、没有燃烧的燃料，热值等于零 C、燃料燃烧时放出的热量越多，热值就越大 D、燃料的热值与燃烧情况无关
一箱汽油用去一半，剩下的汽油（ B ）
A、比热容和热值均减半 B、比热容和热值都不变 C、比热容减半，热值不变 D、比热容不变，热值减半
对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 ( C )
克服重力做了多少焦耳的功？如果汽油完全燃烧获得多少？这大约相当于生活中
什么物体的质量？
如果燃烧干木柴跟燃烧煤油放出的热量相等，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。
热值简单计算
热值计算公式： 固液： 气体：
放热计算公式： 固液： 气体：
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？ 氢的热值是 放出热量Q = 热值×质量
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？干木柴的热值
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。
1 汽油完全燃烧
放
出
的
热③量热值与m,Q无关,
还与燃烧情况无关
焦炭 木炭 酒精
热值
燃料 柴油 煤油 汽油
氢 煤气 沼气
热值
考点09热机及其效率
考点09 热机及其效率【知识回顾】考点一、热机1.热机：利用内能做功的机械叫热机。
热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
2. 内燃机的工作原理（1）汽油机：四冲程汽油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。
冲程—活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
吸气冲程—靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物；压缩冲程—外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高；做功冲程—化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能；排气冲程—靠惯性运动，排出废气。
（2）柴油机：四冲程柴油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。
柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1）吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2）压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；3）做功冲程：汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。
考点二、热机效率1．热值（q ）：1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg 。
（1）燃料燃烧放出热量：Q 放 ＝qm ；（Q 放 是燃料放出的热量，单位是J ；q 是热值，单位是J/kg ；m 是质量，单位是kg 。
）对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。
1kg 是指燃料的质量，如果燃料的质量不是1kg ，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg 燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
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编号：8 主备人：_程兴贵_ 初审人：程兴贵复审人：肖永彬授课人：
第周星期第组学生预习评价：整理评价：
2、3 热机效率
一、学习目标
1．知道汽车内燃机的能量流向，理解热机效率。
2．了解热机对社会的贡献和对环境的影响。
二、课前热身
1．热机是通过获取内能并转化为的装置。
2．要提高热机的效率，应做到：①尽量减少②保证良好的
③选用优良的设备。
3．热机带来的污染：①污染②污染，另排放的二氧化碳会导致，使全球气温升高。
4．我们的主要交通工具——汽车，已经是许多城市污染的重要来源。
已经成为当前需要解决的重要课题。
研究和开发低、少的高性能热机，控制和减小污染，让我们共同来拯救地球吧。
三、课堂探究
聚焦目标1 ：汽车内燃机的能量流向，理解热机效率
问题1：通过观察课本26页图2-3-2，你能说出热机的能量变化主要有哪几个方面吗？
观察P26图2-3-2“汽车内燃机的能量流向”可知：汽车燃料燃烧释放的能量中，输出有用功只占。
我们把热机所做有用功与所有燃料释放的热量之比叫做热机的效率。
公式为，热机效率都 1
问题2：你知道什么是热机的效率吗？观察27页“一些热机的效率”表，你有什么发现？
说出来大家听听。
聚焦目标2 ：了解热机对社会的贡献和对环境的影响
问题3：阅读27页的教材内容，请你说出热机对人类社会的贡献。
问题4：阅读28页的教材内容，请你说出热机对人类社会的影响。
热机对环境的影响主要有哪些方面？
问题5：学习本节后你还有哪些问题，写下来我们共同解决。
四、巩固提升
1．东北网哈尔滨5月11日电，哈尔滨今年将拔掉140户企事业单位的燃油小锅炉，并入热网集中供热，这种做法可以（）
A.提高燃料的热值
B.减少大气污染，有利于环境保护
C.节约能源
D.使燃料完全燃烧
2．热机是将能转化为机械能的机器，一台内燃机运行时各种能量耗损大致为：气缸散热占20％，废气带走能量占35％，摩擦耗损等占15％，则它的热机效率为，热机工作时对环境造成的污染有（填一种污染）
3．要提高热机的效率，下列做法不可行的是（）
A.尽量减少废气带走的热量
B.尽量保持机械部件之间有良好的润滑
C.尽量减少曲轴传递给飞轮的机械能
D.尽量减少散热损失
4：某中学为学生供应开水，用锅炉将200K g的水从25℃加热到100℃，燃烧了6Kg的无烟煤。
（无烟煤的热值是3.4×107J/kg, 水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)
（1）锅炉内200K g的水吸收的热量是多少焦耳？
（2）6Kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳？
（3）此锅炉的效率是多少？
选做题
某载重柴油车总质量为5吨，在平直的公路上匀速行驶100km，受到的阻力是车重的0.1倍，消耗了32kg柴油，那么此车的效率是多少？（柴油的热值是3.3×107J/kg，g=10N/kg)。