第2节 热机的效率

第2节 热机的效率
1.知道热值是燃料燃烧放热的特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃烧放热的简单计算.
2.了解热机效率.知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率.
热值
1.燃料的热值：单位质量的某种燃料完全燃烧释放的热量叫做这种物质的热值，用符号q 表示，单位是J/kg ，气体燃料的热值单位：J/m 3.
2.干木柴的热值是1.2×107 J/kg ，物理意义是每千克的干木柴完全燃烧释放的热量为1.2×107 J.
3.阅读常见燃料的热值表，表中热值最大的燃料是氢.
计算4 kg 柴油完全燃烧释放的热量.
解：从热值表中查得柴油的热值是q ＝4.3×107 J/kg ，则4 kg 柴油完全燃烧释放的热量Q=mq ＝4 kg ×4.3×107 J/kg =1.72×108 J.
1.固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q 放=mq
气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q 放=Vq
Q 放表示热量(J)，q 表示热值(J/kg)，m 表示固体燃料的质量(kg)，V 表示气体燃料的体积(m 3).
2.热值是燃料的一种特性
热值反映了燃料的燃烧特性，即不同燃料在燃烧过程中将化学能转化为内能的本领大小.热值与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系.
1.现在火箭中用液态氢作燃料，是因为它具有( D )
A.较小的密度
B.较小的比热容
C.较低的沸点
D.较大的热值
2.柴油的热值是4.3×107J/kg ，它的物理意义是每千克的柴油完全燃烧释放的热量为4.3×107 J ，完全燃烧3 kg 柴油能释放出1.29×108 J 热量.
3.酒精的热值是3.0×107 J/kg ，酒精灯里装有20 g 酒精，若燃烧掉一半，放出的热量是3.0×105 J ，剩余部分酒精的热值是3.0×107J/kg.
4.某同学在实验室用酒精灯把0.1 kg 的水从20 ℃加热到100 ℃.求：
(1)水吸收的热量.
(2)如果这些热量由酒精燃烧提供，至少要完全燃烧多少千克酒精? [水的比热容c 水=4.2×103 J ／(kg ·℃)；酒精的热值q 酒精=3.0×107 J ／kg]
解：(1)根据Q 吸=cm(t 2-t 1)，
水吸收的热量Q 吸=4.2×103 J/(kg ·℃)×0.1 kg ×(100 ℃-20 ℃)=3.36×104 J ，
(2)由Q 吸=Q 放，Q 放=mq 得
酒精的质量：m=q Q 放=kg
J 100.3J 1036.374⨯⨯=1.12×10-3 kg.
热机效率
在热机的各种能量损失中，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主要措施.
1.热机是将内能转化成机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题.热机效率是热机性能的一个重要指标. 热机的效率：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比.
2.分析课本24页图14.2-2的热机燃料燃烧能量走向示意图讨论：如何提高锅炉燃料的利用率？谈谈你的看法.
3.阅读：STS——从火车到火箭.了解人类机械的发展史.
一台大型推土机的推力约为3×104 N，匀速推着土总行程达10 km，消耗柴油约30.3 kg,求推土机上装的柴油机的热机效率.
解:η＝Q有／Q放×100%=W有/(q柴油m柴油)=3×104 N×104 m/(4.3×107 J/kg×30.3 kg)×100%≈23%.
教学至此，敬请使用学案当堂训练部分.。