14.2导学案：热机的效率

第十四章第2节热机的效率导学案
一、[学习目标]
1．从能量转化的角度认识燃料的热值；
2．通过能量的转化和转移，认知效率；
3．能说出热机工作时能量的主要流向，对热机效率有初步的认识；
4．培养学生节约能源的意识。

二、知识回顾：
1、汽油、柴油燃烧时将_____能转化为_____能
2、汽油、柴油等可以燃料放热的物质叫做____
3、请说出我们生活中常见的燃料有哪些? 不同种类的燃料燃烧时释放的能量是否相同？
三、学习探究
知识点一：燃料的热值
1.物理意义:____________________
2.符号：________
3.热值的定义：某种燃料放出的与其之比，叫做这种燃料的；热值在数值上等于某种燃料放出的。

观察23页的小资料，回答下列问题.
4.热值的单位有和。

木柴的热值为_________，表示的物理意义______________________________煤气的热值是_________，表示物理意义____________________________________
5.热值大小与___________有关。

6.思考2kg的柴和2m3的煤气放出热量怎样计算？所以燃料燃烧放热公式为Q=______=_______
例1、已知干木柴的热值是1.2×107J/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·℃).
例2：某家庭需要将50Kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8Kg煤气。

已知煤气的热值q=4.2×107J/Kg，水的比热容c=4.2×103J/(Kg·℃)。

求：（1）50Kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量；（2）完全燃烧0.8Kg煤气放出的热量。

知识点二：热机的效率
1：以上例2中煤气燃烧放出的热量能完全被水吸收吗？为什么？
2：以上例2中煤气燃烧产生热量属于_______(总热量、有用热量、无用热量)，水吸收热量属于_______,散发在空气中热量属于_______回想机械效率的计算公式是__________，所以热机效率的计算公式应该是_____________________.
3：观察下图，想一想热机的效率能达到100﹪吗？为什么？我们应该如何提高热机效率？提高热机效率方法：1______________2______________3__________
例2（3）：例2中煤气灶烧水的效率
例3： 如图4所示为内燃机的能量流向图，热机效率η等于（ ）
A ．41E E ×100%
B ．1
4E E ×100% C ．1
43E E E +×100% D ．5
43214E E E E E E ++++×l00%
例4.在一次某新型号的汽车测试中，让汽车在一段平直的公路上匀速行驶4.8Km，受到的阻力是3.0×103N，消耗汽油1.2Kg（假设汽油完全燃烧）。

汽油的热值为q=4×107J/kg，求：（1）在测试中，汽车牵引力所做的功W；（2）该型号汽车的热机效率η
例5. 小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃．请你求解下列问题：
（1）水箱中水的质量；水吸收的热量【c水=4.2×103J／(kg·℃)】
（2）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40％，求至少需要燃烧多少kg的煤气（煤气的热值为q=4.2×107J／kg）
例6. 小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为8.4×107J／m3，放出的热量有50％被有效利用，现要将质量为4kg，初温为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧多少立方米的天然气？
例7：例2：一载重车在一段平直的高速公路上行驶10.08km，所用的时间是8min，消耗的燃油是3L（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为63kw,燃油的密度是0.8×103kg/m3，热值为3.15×107J/kg.问：(1)汽车行驶的速度(2)汽车行驶过程中的牵引力(3)汽车发动机的效率
【典型例题】
1、关于燃料的热值，以下说法中正确的是（）
A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
2、2009年4月15日零时16分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第二颗北斗导航卫星送入预定轨道。

“长征三号丙”运载火箭采用液态氢做为火箭的燃料，原因是液态氢具有（）
A．较大的比热容B．较低的沸点
C．较大的热值 D．较高的凝固点
3、有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果．在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断正确的是（）
A．尾气的温度越高，柴油机越节能 B．尾气的温度越低，柴油机越节能
C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能 D．尾气的颜色越黑，柴油机越节能
4.燃烧甲、乙两种燃料，甲放出的热量比乙多，则( )
A、甲的质量一定大
B、甲的热值一定大
C、甲的比热容一定大
D、条件不足无法判断
5、为了提高热机效率，应尽可能做到（）
A．采用优质燃料 B．降低热机功率
C．减少热机的各种热损失，保持良好的润滑 D．避免使用热机
6、关于热机的效率，下列说法正确的是（）
A．蒸汽机效率比内燃机高 B．热机的功率越大，它的效率一定越高
C．热机的效率是热机性能的重要指标
D．热机使用的燃料热值越大，热机效率就越高．
7、甲内燃机比乙内燃机的效率高，表示（）
A.甲内燃机的功率比较大
B.甲燃烧需要的燃料较少
C.工作时间相同，甲耗油较少
D.甲把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的比例较大
8、甲、乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是（）
A．甲热机消耗的燃料多 B．甲热机比乙热机做功少
C．甲热机的功率比乙热机的小 D．做相同的有用功，甲损失的能量比乙损失的多
9.煤的热值大于干木柴的热值，这里是指( )
A、煤比干木柴含有的热量多一些
B、烧煤比烧干木柴产生的温度高一些
C、烧煤比烧干木烧产生的热量多一些
D、要使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少
10.两种燃料的燃烧值之比为2:1，它们的质量之比为1:4，那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为( )
A.1:2
B.2:1
C.8:1
D.4:1。