13.4 热机效率
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。
初三物理热机效率的计算公式
初三物理热机效率的计算公式热机效率公式应为η=Q有/Q放×100%。
热机效率公式解析热机是利用内能来做功的机器。
热力学定律的发现与提高热机效率的研究有密切关系。
热机工作部分中转变为机械功的热量和工质从发热器得到的热量的比。
如果用ηt表示,则有ηt=W/Q1=(Q1-Q2)/Q1=1-Q2/Q1。
从式中很明显地看出Q1越大,Q2越小,热效率越高,这是热机效率中的主要部分,它表明了热机中热量的利用程度。
热机效率简介热机效率,专业术语,热力学定律的发现与提高热机效率的研究有密切关系。
蒸汽机虽然在18世纪就已发明,但它从初创到广泛应用,经历了漫长的年月,1765年和1782年,瓦特两次改进蒸汽机的设计,使蒸汽机的应用得到了很大发展,但是效率仍不高。
如何进一步提高机器的效率就成了当时工程师和科学家共同关心的问题。
热机效率定义转变为有用功的热量跟燃料燃烧时放出的热量的比叫做热机的效率,也叫热机的有效效率。
通常用百分数来表示。
凡是能够利用燃料燃烧时放出的能来做机械功的机器就叫做热机。
热机在工作过程中,发热器(高温热源)里的燃料燃烧时放出的热量并没有全部被工作物质(工质)所吸收,而工质从发热器所得到的那部分热量也只有一部分转变为机械功,其余部分随工质排出,传给冷凝器(低温热源)。
工质所作的机械功中还有一部分因克服机件摩擦而损失。
根据热机的工作特点,下面对热机中热量的利用和损耗情况作说明。
初三物理热机效率知识点物理学习中已经学习过机械效率、炉子效率等效率问题,所谓效率是指有效利用部分占总体中的比值。
热机是利用燃料燃烧产生的内能做功的装置,用来做有用功的部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率。
由于燃气的内能一部分被排出的废气带走,一部分由于机器散热而损失,还有一部分用来克服摩擦等机械损失,用于做有用功的部分在总体中的比例不可能达到IO0%,一般情况下:蒸汽机效率6%~15%,汽油机的效率20~30%,柴油机的效率30%~45%。
2019年沪科版九年级上册物理教案:13.4热机效率和环境保护
2019年沪科版九年级上册物理教案:13.4 热机效率和环境保护教案:热机效率和环境保护我作为一名幼儿园教师,我深知环保教育的重要性,因此我设计了一堂关于热机效率和环境保护的课。
我希望通过这节课,让孩子们了解热机效率的概念,同时培养他们的环保意识。
一、设计意图在设计这节课时,我采用了直观演示和互动讨论的方式,让孩子们能够直观地了解热机效率的原理,并通过实践活动,让他们亲身体验环保的重要性。
二、教学目标1. 让孩子们了解热机效率的概念,知道提高热机效率的方法。
2. 培养孩子们的环保意识,让他们明白环境保护的重要性。
三、教学难点与重点1. 重点:热机效率的概念,提高热机效率的方法。
2. 难点:如何让孩子们理解热机效率的原理,以及如何将环保理念融入到他们的日常生活中。
四、教具与学具准备1. 教具:热机模型、图片、视频等。
2. 学具:笔记本、彩色笔等。
五、活动过程1. 引入:通过展示热机模型的图片,让孩子们直观地了解热机的构造和原理。
然后,我向孩子们解释热机效率的概念,让他们明白热机效率的重要性。
2. 讲解:我通过讲解和示例,让孩子们了解提高热机效率的方法,如减少热损失、提高燃料的利用率等。
3. 互动讨论:让孩子们分成小组,讨论如何提高热机效率,并分享他们的想法和观点。
4. 实践活动:让孩子们分组进行实验,通过实际操作,让他们体验提高热机效率的方法。
5. 环保教育:通过展示环境污染的图片和视频,让孩子们了解热机效率对环境保护的重要性。
然后,我引导孩子们思考如何在生活中节约能源,减少污染,培养他们的环保意识。
六、活动重难点1. 重点:热机效率的概念,提高热机效率的方法。
2. 难点:如何让孩子们理解热机效率的原理,以及如何将环保理念融入到他们的日常生活中。
七、课后反思及拓展延伸通过这节课,我发现孩子们对热机效率的概念有了基本的了解,他们也能够理解提高热机效率对环境保护的重要性。
但在实践中,我发现有些孩子对于如何具体操作提高热机效率还不够清晰,这需要在今后的教学中进一步引导和讲解。
2020年秋沪科版九年级物理随堂练——13.4热机效率和环境保护综合练习
13.4热机效率和环境保护综合练习一、选择题1.关于燃料的热值,以下说法正确的是A.容易燃烧的燃料热值一定大B.使用热值高的燃料可以放出更多的热量C.煤的热值大于干木材的热值,燃烧煤放出的热量比燃烧干木材放出的热量多D.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关2.下列说法正确的是( )A.内燃机是利用电能做功的机械B.内燃机在做功冲程把内能转化为机械能C.内燃机在压缩冲程把内能转化为机械能D.随着技术的进步,内燃机的效率达到100%3.将一瓶酒精用去三分之二,则剩余部分酒精的密度、比热容和热值的大小,下列说法正确的是()A.都变为原来的三分之一B.密度、比热容不变,热值变为原来的三分之一C.都不变D.热值不变,密度、比热容变为原来的三分之一4.一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107 J的热量,共计损失了4.8×107 J能量,下列说法错误的是A.该柴油机的效率为40%B.用来做有用功的能量为3.2×107 JC.通过科技进步,在未来可以实现能量零损失D.减少机械间的摩擦可以提高热机效率5.关于热机的效率,下列说法正确的是()A.在做功同样多的情况下,热机的效率越高消耗的燃料越多B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高C.热机的效率越高说明做功越快D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的6.在一个标准大气压下,在不计热量损失的情况下,完全燃烧热值为1.26 107J/kg的干木柴1kg,能使40kg、30℃的水温度升高到A.105℃B.100℃C.90℃D.无法确定7.关于热值和热机效率的描述,下列说法正确的是A.燃料燃烧越充分,燃料的热值就越大B.热机里燃料燃烧越充分,热机效率越高C.燃料燃烧放出的热量越多,其热值越大D.热值和热机效率都只与燃料种类有关8.下列关于热现象说法正确的是()A.内燃机的做功冲程是将机械能转化为内能B.现代火箭用液态氢作燃料,是因为氢的比热容大C.高压锅是利用增大锅内气压来降低液体沸点工作的D.打气筒在打气时,筒壁发热主要是通过做功改变了内能9.甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量关系的图像如图所示,下列分析正确的是()A.甲燃料的热值小于乙燃料的热值B.使用甲燃料的热机做的有用功一定更多C.完全燃烧相同质量的两种燃料,甲放出的热量更多D.使用甲燃料的热机效率一定高,但是热机效率肯定小于100%10.汽油的热值是4.6×107J/kg,它的意思是()A.1kg的汽油完全燃烧放出4.6×107J的热量B.1kg的汽油完全燃烧放出4.6×107J/kg的热量C.燃烧1kg的汽油放出4.6×107J的热量D.燃烧1kg的汽油放出4.6×107J/kg的热量二、填空题11.“西气东输”工程已全线竣工,输送的燃料为天然气,这是利用了燃气______较大的特性,而且使用天然气时对环境无污染。
初三物理热机效率计算公式
初三物理热机效率计算公式初三的同学们,咱们今天来好好聊聊物理中的热机效率计算公式。
这可是个重要的知识点,要是掌握不好,可就容易在考试中丢分啦!咱们先来说说什么是热机效率。
简单来讲,热机效率就是用来衡量热机工作时,有用能量占总能量的比例。
就好比你去参加一场跑步比赛,你的最终成绩就是你跑的距离与你花费的时间和体力的一个比例,而热机效率就是热机工作时输出的有用功和燃料燃烧放出的总能量的比例。
热机效率的计算公式是:η = W 有 / Q 总 × 100% 。
这里的“η”就是热机效率,“W 有”表示有用功,“Q 总”表示燃料完全燃烧放出的总能量。
为了让大家更好地理解这个公式,我给大家讲个小例子。
有一次我去加油站加油,看到工作人员在给一辆汽车加油。
我就在想啊,这加进去的油就相当于燃料燃烧放出的总能量“Q 总”,而汽车跑起来做的有用功“W 有”,就比如让汽车前进、克服摩擦力等等。
那热机效率就是汽车真正利用这些燃料能量的程度。
咱们来具体分析一下这个公式里的两个量。
先说有用功“W 有”,这得根据具体情况来计算。
比如说,对于蒸汽机,有用功可能是推动活塞做功;对于内燃机,有用功可能是输出的机械功。
再来说说燃料完全燃烧放出的总能量“Q 总”。
这通常可以通过燃料的热值乘以燃料的质量来计算。
燃料的热值就像是每种燃料的“能量身份证”,它告诉我们单位质量的燃料完全燃烧能放出多少能量。
在实际计算中,同学们要注意单位的统一。
比如能量的单位常用焦耳(J),质量的单位常用千克(kg)。
可别因为单位的问题出错,那就太可惜啦!咱们再回到生活中,想想家里的汽车。
如果汽车的热机效率高,那就意味着同样多的油能跑更远的路,能省不少钱呢!反过来,如果热机效率低,不仅费油,还不环保。
还有啊,同学们,热机效率的提高可是一个大课题。
科学家们一直在努力研究,怎么让热机效率更高。
比如说,改进发动机的结构,让燃料燃烧更充分;或者采用更好的材料,减少能量的损失。
热机的效率计算公式
热机的效率计算公式热机是将热能转化为功的设备,常见的例子包括汽车内燃机、蒸汽机和燃气轮机等。
热机的效率是衡量热机性能的重要指标,它反映了将输入的热能转化为有用功的能力。
热机效率的计算公式如下:热机效率 = (有用功输出 / 热量输入) × 100%热机效率的计算公式表明,热机的效率是有用功输出与热量输入比值的百分比。
在计算热机效率时,需要清楚地定义有用功输出和热量输入,并正确地进行单位转换。
有用功输出是指从热机中获得的对外做功的能量,通常以焦耳(J)或千瓦时(kWh)为单位。
在实际情况中,有用功输出可以通过测量热机输出的机械功或电功来确定。
热机的有用功输出通常是热机性能的主要指标之一,因为它和热机的工作性能直接相关。
热量输入是指输入到热机中的热能,它以焦耳(J)或千瓦时(kWh)为单位。
热量输入可以通过测量热能输入的量来确定,常见的方法包括测量燃料的燃烧热值以及热传递率等。
热量输入也可以通过测量冷热源之间的温度差和热力学性质来计算。
将有用功输出和热量输入代入热机效率的计算公式中,可以得到热机的效率。
热机效率通常以百分比表示,可以直观地了解热机在能量转换过程中的能力。
热机效率的计算公式可以帮助工程师和科学家对热机的性能进行评估和比较,从而指导热机的设计和优化。
热机效率的计算公式虽然简单,但需要注意的是,热机的实际效率受到许多因素的影响,包括热机的类型、工作状态、工作介质、热力学过程等。
因此,在计算热机效率时,需要根据具体情况综合考虑这些因素,并进行合理的假设和近似。
除了计算热机效率,工程师和科学家还可以通过实验室测试和数值模拟等方法来评估热机的性能。
这些方法可以通过测量和分析热机的输入和输出参数来确定热机的效率,并对其进行改进和优化。
总之,热机效率的计算公式是衡量热机性能的重要工具之一。
通过计算热机效率,可以评估热机的能量转换能力,并为热机的设计和优化提供参考。
然而,需要注意的是,热机效率的计算需要基于准确的输入输出参数,并综合考虑热机的工作特性和热力学过程等影响因素。
13.4 热机效率与环境保护2024-2025学年物理沪科版九年级全一册
人类进化历程中燃料的发展
学习探究
热值
固体燃料
液体燃料
燃料燃烧过程中的能量转化有共同特点:
燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程
气体燃料
下面三种燃料释放热量的能力相同吗?你是如何比较的?
学校在室温20℃时,每天向学生供100kg开水,烧这些水若分别用以下燃 料,则需:
干木柴 约2.8Kg
烟煤 约1.16Kg
2、在1个标准大气压下,将5kg 40℃的水烧开,需要完全燃烧多少 千克的干木柴?(已知干木柴的燃烧值为1.2×107J/kg,并且燃料 完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
Q吸=Cm∆t
=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(100 ℃-40 ℃)
=1.26×106 J
因为Q吸=Q放=1.26×106 J,所以干木柴质量:
W有 100%
Q放
Q吸 100%
Q放
W有:表示热机对外做的有用功 W放:表示燃料完全燃烧所释放的能量
环境保护
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:
保护环境的方法:
(1)改进燃烧设备时加装消烟除尘装置; (2)集中供热; (3)改用气体燃料,普及煤气和天然气; (4)充分开发利用污染少和无污染的新能源。
环境保 护
定义: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
固体:q=
Q m
气体:q= Q V
热机工作时,对外做的有用功与 燃料完全燃烧所释放的能量的比 值称为热机效率。
W有 100%
Q放
Q吸 100%
Q放
第十三章 内能与热机
第四节 热机效率与环境保护
九年级全一册•沪科版
13.4热机效率计算专题
❖ (2)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供应,且 天然气蒸汽锅炉的热效率为90%,则利用上 述地热能供暖1小时可以节约多少天然气?( 天然气的热值q=4×107 J/kg)
❖ (1)水吸收的热量
❖ (2)燃气锅炉烧水时的效率
❖ (3)若换用可燃冰,应使用多少可燃冰
❖ 2可燃冰是一种新型能源,它是水和天然气在 高压低温情况下形成的类冰状结晶物质,主 要成分是甲烷,我国可燃冰已试采成功,技 术处于世界领先,用燃气锅炉烧水时,把质 量为500kg,初温20 ℃的水加热到沸腾,共 燃烧12m3天然气,已知水的比热容c= 4.2×103 J/(kg·℃),天然气热值q=4.2×107 J/kg ,可燃冰的热值为同体积天然气的160 倍,求:
名言警句
人的一生全靠奋斗, 唯有奋斗才能成功。
第十三章 内能与热机
关于内能中的热机效率计算题
卢医初中 魏晓健
一、物质吸收,放出热量计算公式
Q吸=cm(t2-t1) Q放=cm(t1-t2)
二、燃料放出热量的计算公式
Q放=mq Q放=vq
三、热机效率的计算公式
η= w有/ Q总×100%或
炉子效率η= Q吸/ Q放×100%
❖ (1)热水器中的水吸收的热量是多少?[水的比热容c= 4.2×103 J/(kg·℃),水的密度=1.0×103kg/m3]
❖ (2)热水器5小时内接收的太阳能是多少?
❖ (3)热水器的效率是多少?
❖ (4)若改用煤气来加热这些水,需要完全燃烧多少千克 煤气?(煤气的热值q=4.2×107 J/kg,假设煤气完全 燃烧放出的热量全部被水吸收)
初三物理热机效率的计算公式
初三物理热机效率的计算公式
热机效率是衡量机械动力系统中热能利用率的一项重要指标,它可以用一个公式来表示:热机效率 =效能量输出/热能输入。
热机效率反映了机械动力系统中储存的热能,这个指标对于热机性能的测定和改善具有重要意义。
下面我们来看看物理中初三年级学生如何来计算热机效率的公式。
热机效率的计算公式基本上是一个简单的四则运算,我们可以用温度的变化,热容量的变化以及有效能量的变化来进行计算。
首先,我们可以用温度的变化来计算热机的输入,即温度变化的积分:Qin =∫TdT,其中的T表示温度,dT表示温度的变化量。
此外,我们还可以用热容量的变化来计算热机的有效能量输出:Qout=∫CdT,其中C表示热容量,dT表示温度的变化量。
因此,热机效率的计算公式可以表述为:η=Qout/Qin。
根据上面的公式,热机效率的计算方法是非常容易的,只需要计算热机的输入和输出,然后除以输入的热量,就可以获得热机效率的值。
热机效率的计算公式对于机械动力系统的热能利用率有着很重
要的意义,它不仅能够帮助我们更好地实现热能的储存,而且还能够提高机械动力系统的效率。
但是要注意,当热机效率出现异常变化时,一定要及时解决,以免影响到机械动力系统的热能效率。
综上所述,初三物理中学生计算热机效率的公式的方法是非常简单的,它可以用温度的变化,热容量的变化以及有效能量的变化来进行计算。
热机效率的计算公式对于热能利用率非常重要,这样就可以
避免热机性能出现异常变化,从而保证机械动力系统的效率。
热机效率的计算公式物理
热机效率的计算公式物理热机效率是热力学中一个非常重要的概念,它描述了热机在转换热能为机械能时的效率。
热机效率的计算公式可以通过物理定律推导得出,它是热机理论研究的基础之一。
本文将通过对热机效率的定义、热机效率的计算公式的推导以及实际应用等方面进行介绍。
热机效率的定义。
热机效率是指热机在进行热能转换时,所能转换的有效功率与输入热能之比。
通常用符号η表示,它的定义可以用以下公式表示:η = W/Qh。
其中,η表示热机效率,W表示热机所做的功,Qh表示输入热能。
热机效率的定义可以直观地理解为热机所能输出的有用功与输入热能之比。
热机效率的大小取决于热机的工作原理和工作条件,是热机性能的重要指标之一。
热机效率的计算公式的推导。
热机效率的计算公式可以通过热力学定律进行推导。
根据热力学第一定律,热机所做的功等于输入热能减去输出热能,即W = Qh Qc,其中W表示热机所做的功,Qh表示输入热能,Qc表示输出热能。
将这个式子代入热机效率的定义中,可以得到:η = W/Qh = (Qh Qc)/Qh = 1 Qc/Qh。
这就是热机效率的计算公式,它表示热机效率与输出热能与输入热能之比的关系。
从这个公式可以看出,热机效率的大小取决于输出热能与输入热能之比,输出热能越小,热机效率越高。
热机效率的实际应用。
热机效率的计算公式在实际应用中具有重要意义。
通过热机效率的计算,可以评估热机的性能优劣,指导热机的设计和改进。
在工程实践中,热机效率的提高是节能减排的重要途径之一,因此热机效率的计算公式的应用具有重要的现实意义。
热机效率的计算公式也为热机的优化提供了理论基础。
通过对热机效率的计算公式进行分析,可以确定影响热机效率的关键因素,指导热机的优化设计。
例如,在内燃机的设计中,可以通过改进燃烧过程和提高工作温度等途径来提高热机效率,从而实现更加高效的能量转换。
此外,热机效率的计算公式还为热机的性能评估提供了依据。
通过对热机效率的计算公式进行分析,可以对不同类型的热机进行性能比较,为用户选择合适的热机提供依据。
九年级热机效率知识点
九年级热机效率知识点热机效率知识点热机效率是描述热机转化热能为有效功的能力的指标。
在九年级物理学中,热机效率是一个重要的知识点。
本文将介绍九年级物理学中关于热机效率的基本概念、计算公式以及影响热机效率的因素。
一、热机效率的概念热机效率是指热机在能量转化过程中所能得到的有效功与所消耗的热能之比。
用数学表达式表示为:热机效率 = 有效功 / 热能输入其中,有效功是指热机所能输出的有用功,热能输入是指燃料燃烧或其他方式所提供的热能。
二、热机效率的计算公式在实际应用中,可以利用不同类型热机的工作特点,通过计算公式来求解热机效率。
1. 内燃机的效率计算:内燃机是一种热机的类型,常用于汽车等交通工具。
其效率计算公式为:η = 1 - (废热损失 / 燃料输入)其中,废热损失为内燃机未能转化为有效功的热能损失,燃料输入是指燃料燃烧所释放出的热能。
2. 蒸汽机的效率计算:蒸汽机是另一种常见的热机类型,广泛用于发电等领域。
蒸汽机的效率计算公式为:η = 有效功 / 热能输入蒸汽机一般通过锅炉产生高温高压的蒸汽,驱动涡轮机或活塞等工作部件,转化为机械能输出。
三、影响热机效率的因素热机效率受到多种因素的影响,下面是一些常见的影响因素:1. 工作温度差:热机效率通常随着工作温度差的增大而提高。
例如,内燃机中,高温燃烧气体和低温冷却水之间的温差越大,热机效率越高。
2. 热机循环类型:不同类型的热机循环对应不同的效率。
例如,卡诺循环是理想的可逆循环,具有最高的热机效率。
3. 热机本身的设计和材料:热机的设计和使用材料也会对效率产生影响。
通过改善热机的内部结构、提高燃烧效率等手段,可以提高热机的效率。
4. 热机的运行条件:热机在不同的运行条件下,效率可能会有所变化。
例如,内燃机在不同负荷下的效率会有所不同。
总结:九年级物理学中的热机效率是一个重要的概念。
它描述了热机转化热能为有效功的能力,通过计算公式可以求解。
同时,热机效率受到多个因素的影响,如工作温度差、热机循环类型、热机的设计和材料等。
热机的效率计算公式
热机的效率计算公式
热机效率计算公式:
1. 第一种:热效率 = 放出热量/使用热量 × 100%
2. 第二种:热效率 = 放出功/使用功 × 100%
3. 第三种:热效率=有效热功率/机械功率 × 100%
热机的热效率是指设备从一定输入的能量中收获的可用的热能的比率,它实际上能够比较客观地反映出热机的工作状况与效率。
其中包括三种常用的计算公式:
1. 第一种计算公式是指热效率等于放出热量与使用热量之比,也就是放出热量除以使用热量再乘以100%,它可以衡量出热机有效地从输入能量中收获可用热能的程度,但无法衡量出造成热机损耗的具体原因。
2. 第二种计算公式是指热效率等于放出功与使用功之比,也是放出功除以使用功再乘以100%,它反映的是热机发出功率与使用功率之比,可以衡量出热效率有多少,但也无法衡量出造成热机损耗的具体原因。
3. 第三种计算公式是指热效率等于有效热功率除以机械功率再乘以100%,它直接统计出热机放出的有效热功率与使用的机械功率之比,可以更详细地了解和统计出造成热机损耗的深层次原因,但对于使用者来说它并不容易理解并应用。
从上述三种计算公式可以看出,热效率的高低可以从多面来反映热机的工作状况与效率,可以从不同层次来分析和衡量,可以为更精准地诊断和改善热机工作状况提供便利。
九年级物理热机的效率
九年级物理热机的效率热机是利用热能转换为机械能的设备。
在九年级物理中,我们学习了热机的原理和效率。
热机的效率是指热能转化为机械能的比例,是热机性能的重要指标之一。
本文将详细介绍九年级物理热机的效率。
一、热机效率的定义和计算方法热机效率是指热机输出的机械能与输入的热能之间的比值,通常用百分比表示。
热机效率越高,说明热能转化为机械能的效率越高。
热机效率的计算公式为:效率 = 机械能输出 / 热能输入× 100%其中,机械能输出是指热机输出的有用功,通常用焦耳(J)或者千焦(kJ)表示;热能输入是指热机吸收的热量,通常用焦耳(J)或者千焦(kJ)表示。
二、影响热机效率的因素1. 温度差异:温度差异越大,热机效率越高。
这是因为温度差异越大,热机吸收的热量越多,转化为机械能的能量也越多。
2. 工作物质:不同的工作物质对热机效率有影响。
在内燃机中,使用高压气体作为工作物质可以提高热机效率;在蒸汽机中,使用高温高压蒸汽作为工作物质可以提高热机效率。
3. 热机内部损耗:热机内部存在摩擦、漏气等损耗,这些损耗会降低热机的效率。
4. 循环过程:热机的循环过程对效率也有影响。
例如,卡诺循环是理想的热机循环过程,具有最高的效率。
三、提高热机效率的方法1. 提高温度差异:可以通过增加热源温度或者降低冷却温度来增大温度差异,从而提高热机效率。
2. 优化工作物质:选择合适的工作物质,可以提高热机效率。
例如,使用高热导率和高比热容的工作物质。
3. 减少内部损耗:减少热机内部的摩擦、漏气等损耗,可以提高热机效率。
这可以通过优化设计、改进材料、加强润滑等方式实现。
4. 优化循环过程:改进热机的循环过程,可以提高热机效率。
例如,改进循环的压缩比、增加回热等。
四、热机效率与可持续发展热机效率的提高对于可持续发展具有重要意义。
高效率的热机可以有效利用能源,降低能源消耗和排放,减少对环境的影响。
因此,在能源紧缺和环境污染严重的今天,提高热机效率是一个重要的课题。
热机效率公式推导
热机效率公式推导热机效率是热机工作性能的重要指标,它描述了热机从热源吸收热量并转化为有效的机械功的能力。
热机效率越高,表示热机能够更有效地利用吸收的热量来产生机械功,能源利用效率也就越高。
热机效率的计算公式是热机器输出功率与热机器输入功率之比。
具体而言,热机效率= 1 - (冷热机器输出/热机器输入)。
其中,冷热机器输出是指热机输出的机械功,热机器输入是指热机从热源吸收的热量。
通过这个公式,我们可以很方便地计算出热机的效率。
热机效率的计算公式中的分子代表了热机所产生的机械功,分母代表了热机从热源吸收的热量。
因此,热机效率可以理解为热机从热源吸收的热量中有多少被转化为机械功。
热机效率越高,热机转化的热量越多,机械功越大,能量利用效率也就越高。
热机效率受到多种因素的影响。
首先,热机的设计和工作状态会对效率产生影响。
热机的设计应该合理,以最大程度地减少能量的损失。
同时,热机的工作状态也需要在最佳工况下进行,以提高热机效率。
热源的温度也会对热机效率产生影响。
根据热力学原理,热机效率与热源温度的差异有关。
温度差越大,热机效率越高。
因此,提高热源温度或降低冷源温度都可以提高热机效率。
热机的工作流程和工质特性也会对热机效率产生影响。
热机的工作流程应该合理,以最大程度地提高热机从热源吸收热量的能力。
同时,选择合适的工质也是提高热机效率的重要因素。
不同的工质具有不同的热力学特性,选择合适的工质可以提高热机效率。
热机效率是衡量热机工作效率的一个重要指标。
热机效率的计算公式可以很方便地描述热机的能量转化能力。
热机效率受到热机的设计和工作状态、热源温度、工作流程和工质特性等多个因素的影响。
通过合理的设计和选择优质的工质,可以提高热机效率,实现能源的高效利用。
初中物理热机效率公式
初中物理热机效率公式初中物理学习中,我们经常会学习到热机效率这个概念。
那么,什么是热机效率呢?热机效率是指热机所做的有效功与其吸收的热之比,也就是热机的输出功率与输入热量之比。
在物理学中,热机效率可以用公式来表示,即η = W/QH,其中η表示热机效率,W表示热机所做的有效功,QH表示热机吸收的热量。
热机效率是热机工作的重要性能指标,它可以衡量热机的能量转化效率。
对于一个热机来说,热量是通过燃烧燃料或者其他方式输入的,热机则利用这些能量进行工作,产生功。
而热机效率就是衡量热机能够将输入的热能转化为有用的功的比例。
热机效率可以用来评价热机的工作效果。
对于一个理想的热机,它的热机效率是最高的,可以达到100%。
也就是说,理想热机将所有输入的热量都转化为了有用的功,没有能量的损失。
然而,实际上,由于热机内部存在一些能量损失,所以实际热机的效率往往低于100%。
实际热机的效率取决于热机的工作原理和具体的工作条件。
热机效率与热机的工作原理密切相关。
根据热力学第一定律,热机从外界吸收热量,然后通过内部的工作物质进行能量转化,最后产生功。
热机的工作原理可以分为热力循环和热力过程两种。
热力循环是指热机在工作过程中,内部工作物质经历一系列的状态变化,最终回到初始状态的过程。
常见的热力循环有卡诺循环、斯特林循环和奥托循环等。
热力过程是指热机在工作过程中,内部工作物质经历的单一状态变化,不形成闭合的循环。
热力过程包括等容过程、等压过程、等温过程和绝热过程等。
热机效率与热机工质的选择也有关系。
不同的热机工质具有不同的物性参数,这些参数会影响到热机的工作性能。
例如,对于内燃机来说,选择适合的燃料和空气混合比可以提高热机效率。
而对于蒸汽机来说,选择适合的工质和工作条件也可以提高热机效率。
热机效率还受到一些实际因素的影响。
例如,热机内部存在一些能量损失,包括摩擦损失、传热损失和气体流动损失等。
这些损失会降低热机的效率。
此外,温度差也是影响热机效率的因素之一。
初三物理热机效率计算方法分析
初三物理热机效率计算方法分析热机效率是指热机在能量转换过程中的效率,即输入的热能与输出的功率之比。
在物理学中,热机通常是指具有循环工作过程的装置,如蒸汽机、内燃机等。
热机效率的计算方法有很多种,下面将对一些常见的计算方法进行分析。
1. 热机效率的定义热机效率可以通过以下公式来表示:η = W/Qh其中,η表示热机效率,W表示输出的功,Qh表示消耗的热量。
2. 热机效率计算方法在不同类型的热机中,热机效率的计算方法也会有所差别。
下面以蒸汽机和内燃机为例进行分析。
2.1 蒸汽机的热机效率计算方法蒸汽机是一种利用蒸汽压力作功的热机。
对于蒸汽机而言,其热机效率可以通过以下公式进行计算:η = (Ws-Wd)/Qh其中,η表示热机效率,Ws表示输出的功,Wd表示传递给冷却水的功,Qh表示消耗的热量。
2.2 内燃机的热机效率计算方法内燃机是一种利用可燃物质燃烧产生的热能作功的热机。
对于内燃机而言,其热机效率可以通过以下公式进行计算:η = W/Qh其中,η表示热机效率,W表示输出的功,Qh表示消耗的热量。
3. 热机效率计算方法的应用热机效率计算方法在实际应用中具有重要意义。
通过对热机效率的计算,可以评估热机的能量转换效率,为工程师提供设计和改进热机的依据。
以汽车发动机为例,通过计算热机效率,可以评估发动机的热能利用情况。
对于汽车制造商而言,提高发动机的热机效率可以降低燃料消耗,减少污染物排放,提升汽车的经济性和环保性。
此外,在能源领域的研究中,热机效率的计算方法也被广泛应用。
研究人员可以通过计算不同类型热机的热机效率,来比较其能量转换效率的优劣,并寻求提高能源利用效率的途径。
4. 总结热机效率是衡量热机能量转换效率的重要指标。
通过对不同热机类型的热机效率计算方法的分析,可以了解各类型热机的能量转换规律,并为优化热机设计和改进提供依据。
热机效率的计算方法在实际工程和能源领域中具有重要意义,它是提高热能利用率、减少能源消耗的关键。
热机的效率计算公式
热机的效率计算公式热机的效率是指将热量转化为机械能的能力,是衡量热机性能优劣的重要指标。
在热力学中,效率的计算公式可以通过工作物质的热量变化来表示。
本文将介绍热机的效率计算公式及其应用。
一、理论热机效率公式热机的效率通常通过理论热机效率来表征,理论热机效率是指在理想条件下,热机所能达到的最大效率。
根据热力学定律,理论热机效率公式可以表示为:ηth = 1 - (Tc/Th)其中,ηth表示理论热机效率,Tc表示冷源温度,Th表示热源温度。
该公式表达了热量从热源流向冷源的能力。
二、卡诺循环效率公式卡诺循环是一个理想的热机模型,其效率是热力学中一个重要的理论上限。
卡诺循环效率公式可以表示为:ηC = 1 - (Tc/Th)其中,ηC表示卡诺循环效率,Tc表示卡诺循环的冷源温度,Th表示卡诺循环的热源温度。
卡诺循环效率是所有可能的热机中效率最高的。
三、实际热机效率公式实际热机效率通常低于理论热机和卡诺循环的效率,是由于实际热机存在热量损失、摩擦和不可逆性等因素导致的。
实际热机效率公式可以表示为:ηactual = W/Qh其中,ηactual表示实际热机效率,W表示从热机中获得的净功,Qh表示热机从热源吸收的热量。
实际热机效率为净功与吸收热量之比。
四、效率计算的应用案例以上介绍了热机的效率计算公式,下面通过实际案例来应用这些公式。
假设某台汽车发动机的工作温度范围为600°C至100°C,冷却系统温度稳定在30°C。
根据给定温度,我们可以得到以下结果:理论热机效率:ηth = 1 - (30/600) = 0.95卡诺循环效率:ηC = 1 - (30/600) = 0.95假设该汽车发动机在工作过程中从燃烧室中获得的净功为2000 J,根据给定参数,我们可以计算实际热机效率:实际热机效率:ηactual = 2000/ Qh在这个案例中,由于没有提供具体的热量数据,我们无法计算实际热机效率。
沪科版物理九年级全一册13.4热机效率和环境保护 课件
气体燃料 固体和 液体燃
料
热值的符号:q 单位:J/kg (J/m3)
• 质量为m的燃料完全燃烧释放的热量是:
Q=mq
Q:燃料完全燃烧释放的热量 q:燃料的热值 m:燃料的质量
Q=qv 气体燃料
注意:使用公式时各物理量的单位 统一为国际单位
4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.
5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性 地下水中高很多倍.
结束
讨论交流
• 如何保护我们的环境?
1.改进燃烧设备,加装消烟除尘装置; 2.集中供热; 3.改用气体燃料,普及煤气和天然气; 4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。
检测反馈
1、小明家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月 消耗分别为:木柴约200千克,烟煤约80千克, 液化石油气约30千克,煤气约60千克。这四种燃 料中的热值最高的是( ) A
无烟煤的热值为3.4×107J/kg,表示1kg的无烟煤 完全燃烧时所放出的热量为3.4×107J。
液化气的热值为4.9×107J/m3,表示1m3的液化气 完全燃烧时所放出的热量为4.9×107J。
热值是燃料的一种特性
1.同种燃料在相同状态下热值相同, 其热值大小与燃料的质量、体积, 是否燃烧以及是否完全燃烧无关。 2.不同燃料热值一般不同。
•第四节 •热机效率和环境保护
它们都离不开燃料。 燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。
日常生活中常用到的燃料有哪些?
常见的燃料有煤、石油(加工炼制成汽油、 煤油、柴油和液化气等)、天燃气等,农村还 用草木或秸杆作燃料。
固体燃料
燃料可 分为三
热机效率的概念
热机效率是指热能机械系统(如热机、蒸汽机、内燃机等)在能量转换过程中的效率,通常以百分比形式表示。
它衡量了从热能源中提取的能量与输入的热能之间的关系,反映了热机在将热能转化为机械能或电能时的性能。
热机效率通常用以下公式表示:
热机效率(η)= (输出的机械能或电能) / (输入的热能)
其中,输出的机械能或电能可以是发动机输出的功率,例如轮机或发电机的功率,输入的热能是通过燃烧燃料或其他方式提供的热能。
热机效率的值通常在0到1之间或以百分比形式表示。
例如,如果一个热机的效率为0.25(或25%),这意味着它只能将输入的热能的四分之一转化为机械能或电能,其余的三分之三被浪费掉,通常以热量的形式散失。
卡诺热机(Carnot engine)是一个理论性能最高的热机,其效率受到热源温度和冷源温度之间的差异的影响。
根据卡诺定理,对于给定的热源和冷源温度,卡诺热机的效率是最大的,其他热机的效率不可能超过它。
热机效率是工程和能源系统中的重要概念,它对于优化能源利用和减少能源浪费至关重要。
通过提高热机效率,可以减少能源消耗和减低环境影响。
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课题:13.4热机效率与环境保护
【学习目标】
1.知道燃料热值的概念;
2.能根据燃料的热值计算一定质量的燃料完全燃烧时所释放的热量;
3.能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向。
能说出提高热机效率的途径;
4.能举例说明燃料燃烧产生的排放物对环境的影响,培养自觉的环保意识。
【学习重点】
燃料热值的概念和单位,并根据定义计算燃料燃烧放热的有关问题
【知识链接】
1.有用功跟总功的比值叫做机械效率,公式为η =W有用/W总×100%
2热量的计算公式:Q=cmΔt
【学法指导】
先认真阅读课本,结合学习目标,完成导学案的问题。
并在疑惑处用双色笔标注,以便在对群学时与同学交流。
【考纲要求】
【学习过程】
一、基础学习
先通读教材,根据我们的生活经验,课本上的内容,并回答下列问题。
1.燃料燃烧的过程是转化为的过程。
2.为了研究燃料燃烧时释放能量的不同,人们把某种燃料放出的能量,叫做这种燃料的热值。
它的符号是,单位是,气体燃料的热值单位是。
3.质量为m的燃料完全燃烧释放的热量公式(Q=mq)中,Q代表,m代表
,q代表,干木柴的热值是。
4.在热机运转中,对外做的与的能量的比值称为热机效率,公式是。
5.提高热机效率,其主要途径是,首先要
,其次是,并选用优良的润滑材料减少摩擦,以减少机械损失。
二、拓展提升
6.液化石油气的热值为4.9×107J/m3,表示什么物理意义?
7.完全燃烧5kg无烟煤,能释放出多少热量?(无烟煤的热值是3.4×107J/kg)
问题处理单
个性笔记
独
学
对
学
群
学
展
示
8.热机的效率能达到100%吗?
三.导学导练
9.有关热值的概念,下列说法中正确的是( )
A.燃料完全燃烧时,它的热量最大
B.没有燃烧的燃料,其热值为零
C.燃料燃烧时放出的热量越多,热值越大
D.燃料的热值与其燃烧情况无关
10.10kg的水,温度由10o C升高到20o C所吸收的热量为J,如果这些热量
由燃烧碳来提供,那么需要燃烧g的焦炭。
[c水=4.2×103J/(kg.o C),q=3.0
×107J/kg]
11.(多选)为了节约能源,需要提高热机效率,下列措施正确的是( )
A.尽量使燃料充分燃烧
B.尽量增加热机工作时间
C.尽量减少废弃带走的热量
D.尽量减少热机部件间的摩擦
12. 一台内燃机运行时的各种能量损耗大致为:气缸散热损失占25%,废气带走
的能量占30%,摩擦等机械损耗占10%,则它的机械效率为。
【课堂小结】
<.提示:可以从知识点(网络结构)、重点、易错点、思路、做题技巧等方面总
..................................
结.>.
【达标检测】
1.关于燃料的热值,以下说法中正确的是()
A.热值大的燃料放出的热量一定多
B.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关
C.容易燃烧的燃料,热值一定大
D.选用热值大的燃料可以提高燃料的利用率
2.两台汽油机,甲的效率为35%,乙的效率为25%,两个数据表示()
A.甲机做的功比乙做的功多
B.甲机的功率比乙的功率大
C.在相同时间内,甲机燃烧的汽油比乙机多
D.在消耗相同的汽油时,甲机做的有用功比乙机多
3.完全燃烧200g煤油放出的热量相当于完全燃烧多少干木柴放出的热量?
(q
煤油
=4.6×107J/kg,q木=1.2×107J/kg)
解:
4 某家庭需要将质量为50kg、温度为20o C的水加热到60o C作为生活用热水,他们利用煤气灶烧水,需要燃烧0.8kg煤气,已知煤气的热值q=4.2×107J/kg.求:(1)将质量为50kg、温度为20o C的水加热到60o C需吸收的热量。
(2)完全燃烧0.8kg煤气放出的热量
(3)煤气灶烧水的效率
解:(1)
(2)
(3)5、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)
解:
6、某中学为学生供应开水,用锅炉将200Kg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?
解:(1)
(2)
(3)
【学习反思】
(本节课学到了什么?学会了哪些?还有什么疑惑和新发现?请及时把你思维的火花记录下来)。