14.2导学案:热机的效率
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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。