14.2热机的效率
14.2热机的效率(原卷版)_2
14.2 热机的效率（原卷版）考点直击典例分析＋变式训练考点1 燃料的热值及其计算①对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。
②热值是燃料的一种属性。
（3）公式：Q=mq（4）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为3.40×107J/kg。
（5）同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。
【典例1】（2021秋•东港区期末）关于燃料的热值，下列说法正确的是（）A．燃料燃烧时放出的热量叫做燃料的热值B．热值大的燃料比热值小的燃烧时放出的热量多C．10kg木炭比1kg木炭的热值大D．燃料燃烧时放出热量的多少与是否完全燃烧有关【典例2】（2022•西吉县一模）小明在参加中考体育考试的过程中，其身体消耗的总能量为4.8×105J，这些能量相当于完全燃烧kg干木柴所释放的热量；当干木柴燃烧了一半，则剩余干木柴的热值为J/kg。
（q干木柴＝1.2×107J/kg）【典例3】（2021秋•紫金县期末）已知天然气的热值为3.2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。
求：（1）完全燃烧1.4×10﹣2m3天然气放出的热量；（2）若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg、初温为25℃的水加热到多少摄氏度？（当地的大气压强为标准大气压）【变式训练1】（2021秋•博望区校级期末）关于热值的下列说法中正确的是（）A．燃料燃烧时，随着不断放热，它的热值越来越小B．采取措施使燃料燃烧更充分，就可以提高燃料的热值C．任何燃料实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小D．煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧放出的热量比酒精多【变式训练2】（2022•剑阁县模拟）2021年4月29日，天和核心舱搭乘长征五号B遥二运载火箭发射升空，如图所示，这是国内首个空间站，中国也成为全球第三个独立建造空间站的国家。
14.2 热机的效率第二课时
散热损 失能量
E5
答案：B
例题4 为了响应国家“节能减排”的号召，同学们 讨论家用汽车的节能方法，你认为下列方法不合理的是 （ ）
A
B 负载
开车过程中不宜频繁地急加油和急刹车
定期清理汽车后备箱中的不常用物品，减小汽车
C
D
夏天开车开空调时，空调的温度不宜过低
驾车长期低速行驶
答案：D
课后作业
1.从教材习题中选取， 2.完成练习册本课时的习题.
例题3 如图是内燃机的能量流向图，热机
效率η 等于 （
E1 100% A E2
）
废气 带走 能量
燃料完 全燃烧 放出热 量E1
机械损 失的能 量E3
E4 100% B E1
E2
做有用功能 量E4
C E3 E4 100%
E1
E4 100% D E1 E2 E3 E4 E5
第二节 热机的效率（第2课时）
作者：周昕明 单位：安定区公园路中学
燃料的利用率
我们知道，在烧水的时候，燃
料燃烧放出的热量不能全部被水吸
收，也就是说，燃料的利用率只是
一部分。
（1）燃料的利用率就是用来做 有用功的能量与燃料完全燃烧放出 的热量之比。 （2）公式
Q有 Q放Biblioteka 100%热机的效率
答案：D
例题2 在一次物理实验中，共燃烧 酒精42g，如果酒精完全燃烧，能释放多 少热量？这些热量被10kg的水完全吸收， 水的温度能上升多少摄氏度？
[(酒精的热值q 3.0 10 J/kg,
7
水的比热容c 4.2 10 J/(kg℃)]
3
解：Q放 m q 42103 kg 3.0107 J/kg 1.2610J, 由Q放 Q吸 cmt得： Q吸 1.26106 J t 30℃ 3 cm 4.2 10 J/(kg ℃) 10kg 即酒精完全燃烧释放的 热量为 1.2610J, 水的温度能上升 30℃.
14.2热机的效率(人教版)
10 J
100%=45%
(3) 该热水器烧水的效率为 QQ 100%= 1.26
2. 8 10 J
答：(1) 天然气完全燃烧放出的热量为2.8×107J；
入数值时，注意各物理量的单位要统一。
变
式
2. （2022·全国·九年级专题练习）为了减少环境污染，共建绿水青山的美好生态，
我市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭。设天然气热值为4.2×107J/kg，完全
燃烧0.5kg天然气放出的热量为______J；若这些热量全部被100kg、30℃的水吸收，
,水的质量 m ct 4.2 103 J（
/ kg C） 20 C
。
解题技巧
热值的计算
1.正确理解热值的概念，审清热值的单位，从而正确选择燃料完全燃烧释放
热量的公式。
2.认真审题，挖掘题目中的隐含条件，建立等量关系。
3.建立等量关系后，得出待求量的表达式，然后带入数值进行计算，在代
意义及其单位；
02 能计算燃料完全燃烧放出的热量；
03 能说出热机工作时燃料燃烧释放能量的主要流向，知道什么
是热机效率，知道如何提高热机效率 。
知识点 1
1.燃料分类
燃料的热值
化学能转化为内能
气体燃料
天然气
液体燃料
汽油、煤油、柴油、
液化气、酒精
固体燃料
木材、煤炭
探究思考
相同质量的不同燃料，燃烧时放出的
1.热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体
积、燃烧情况等均无关。
14.2热机的效率(复习讲义)(解析版)
人教版 九年级物理上册 第14章 《内能的利用》第2节 热机的效率 讲义（知识点总结+例题讲解）序号 知识点难易程度 例题数 变式题数 合计一 热值 ★★ 4 4 18二 热机的效率★★55一、热值：1.概念：我们把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；2.大小：热值在数值上等于1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量；3.公式：mQ q 放=（或VQ q 放=一般用于气体、液体燃料）（1）其中：m 为燃料的质量，V 为燃料的体积，q 为燃料的热值 （2）公式变形：qm Q =放 （已知热值及燃料质量，求燃烧放出的热）qQ m 放=（已知燃烧放出的热及热值，求燃料的质量）4.单位：焦每千克（符号是J/kg ）。
（1）热值的单位由热量的单位和质量的单位组合而成；（2）在国际单位制中，热量的单位是焦耳（J ），质量的单位是千克（kg ） 5.影响因素：热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类和状态有关， 与燃料的形态、质量、体积等均无关； 6.常见物质的热值：①煤气的热值约为3.9×107J/m 3，物理意义为：体积为1m 3的煤气完全燃烧放出的热量为3.9×107J 。
②焦炭的热值3.0×107J/kg ，物理意义为：质量为1 kg 的煤气完全燃烧放出的热量为3.0×107J。
【例题1】一瓶酒精用去一半后，剩下的酒精( )A.热值不变，比热容减小一半B.热值不变，比热容不变C.热值和比热容都减小一半D.热值减小一半，比热容不变【答案】A【解析】解：A、喷气式飞机是将内能转化为机械能的装置，故A符合题意；BC、洗衣机和电动自行车都是将电能转化为了机械能，故BC不合题意；D、电饭煲是利用电流的热效应，故D不符合题意。
故选：A。
【变式1】现代火箭常用液态氢做燃料，氢的热值是1.4×108J/m3，在完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量。
14.2热机的效率
4、阅读课本科学技术社会，让学生了解热机的发展史，增强学生的知识面。
时间允许的话，补充上利用太阳能加热水的效率问题
通过生活中的实例让学生明确感受到物理与实际生活的紧密联系，激发学生的求知欲望
利用学生的生活经验，培养学生联系生活实际的能力
学生自己看书得出有关热值的问题，培养学生的自学能力
学习目标
1、知道燃料在燃烧的过程中，燃料的化学能转化为内能，从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同，建立热值的概念
2、会查燃料的热值表，能说出热值的单位及所表示的物理意义
3、能根据燃料的热值计算机一定质量的燃料完全燃烧所释放的热量
4、能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机效率；会计算不同烧水、汽车前进、太阳能烧水等的效率问题
2、（利用燃料使汽车获得动力）某型号四轮汽车，当它以60Km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，受到的阻力为600N，每行驶100Km消耗汽油量为8L。完全燃烧1L汽油释放的能量为3.7×107J(取g=10N/Kg)。
求：汽车以60Km/h的速度匀速行驶100Km时，汽车的效率？
3、如何提高热机的效率
培养学生创新的思维能力
培养学生学以致用的能力
培养学生的创新能力和联系生活实际的能力
培养学生的发散思维
板书设计
热机的效率
一、热值二、热机的效率
定义、单位、物理意义1、锅炉烧水的效率
2、汽车前进的效率
教学反思
二、新课讲授
1、提出问题：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。（从而引出热值的概念）
2、热值（学生自己看课本22页的内容）
第14.2 (课件)热机的效率
Q
放=
Q吸
=
6.72 105 J 40%
=1.68×106J
需要天然气的体积
V
Q放 q
1.68106 J 4.2107 J/m3
=0.04m3
答：(1)水需要吸收 6.72×105J 热量； (2)烧开这壶水需要燃烧 0.04m3 天然气。
例3.判断题：
1、燃料的热值大，完全燃烧释放的热量不一定多（√ ） 2、燃料燃烧越充分，则热值越大（× ）
3、某某种燃料的质量减半，则该燃料的热值、比热容也减
半（ × ）
4、甲的热值大于乙，代表甲燃料的放热能力比乙的强
（√ ）
例 4.2020 年是全面建成小康社会目标实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液 化天然气炉。
例 5.某工厂利用地热温泉水辅助冬季供暖，地热温泉水每天出水量为 2.5×104kg，温泉水的 初温是 80℃，供暖后温度降到 40℃．温泉水的比热容是 4.2×103J /（kg·℃）．试求： （1）这些温泉水每天放出的热量是多少？ （2）若这些热量由热值是 3.0×107J /kg 的焦炭提供，至少需要燃烧多少千克的焦炭？
Q总(固体、液体) NhomakorabeaQ有qV
(气体)
思考与讨论
1.热机效率为什么总是小于1？ 2.效率的高低代表什么意思？ 3.效率小于1的原因？ 4.如何提高热机的效率？
通常的锅炉，燃料利用率比较低，因此在节约能源上改 造的潜力巨大。 提高锅炉效率的措施: （1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。
将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更完全燃烧；
[人教版]九年级物理+14.2 热机的效率 【解析版】
![[人教版]九年级物理+14.2 热机的效率 【解析版】](https://img.taocdn.com/s3/m/2dd0f89c370cba1aa8114431b90d6c85ec3a88ba.png)
第2节热机的效率一、燃料的热值1.把某种燃料_________与其质量之比，叫这种燃料的热值，单位是_______；燃料燃烧放出热量的计算公式为：______。
【答案】完全燃烧放出的热量；J/kg；Q放=qm。
【解析】把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫这种燃料的热值，单位是J/kg。
燃料燃烧放出热量的计算公式为：Q放=qm；（Q放是热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m是质量，单位是kg).2．“可燃冰”主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，所以“可燃冰”是一种新型清洁能源。
其中甲烷的热值为q甲烷=4.2×107J／m3，其物理意义是（）A.1J的甲烷完全燃烧能产生4.2×107m3热量。
B.4.2×107J的甲烷完全燃烧能产生1m3热量。
C.1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107J热量。
D.4.2×107m3的甲烷完全燃烧能产生1J热量。
【答案】C【解析】对于固体和液体，热值表达式用q=Q/m来表示，物理意义是单位质量的燃料完全燃烧放出的热量。
对于气体，热值表达式用q=Q/V来表示，物理意义是单位体积的燃料完全燃烧放出的热量。
甲烷通常以气态物质形态存在，其热值q甲烷=4.2×107J／m3，物理含义是：1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107J的热量。
3．长征五号火箭为我国载人航天工程作出卓著贡献。
长征五号火箭发动机使用液氢作燃料，是利用液氢的（）A．密度大B．比热容大C．热值高D．热效率高【答案】C【详解】火箭发动机使用液态氢作燃料，燃烧相同质量的燃料，液氢完全燃烧释放出的热量多，即液态氢的热值高，综上分析知，故ABD不符合题意；C符合题意。
故选C。
4.关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（）A．没有燃烧的燃料，其热值等于零B．燃料的热值与其质量和燃烧状态无关C．燃料完全燃烧时，它的热值最大D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多【答案】B【详解】ABC.1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值，热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故AC错误，B 正确；D.由Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量与热值和质量有关，与温度无关，故D错误。
九年级物理14.2《热机效率》
14.2热机的效率一、教材分析：本节课是上一节内燃机知识的延续，通过本节课的学习，可以使学生认识到内燃机工作室，燃料燃烧放出的热量并不能全部利用，这样对内能的利用有了一个更全面的认识，本节内容由“燃料的热值”和“热机的效率”两部分组成。
热值反映了燃料的燃烧特性.它的大小只与原料本身的性质有关,而与燃料的形状、体积、质量的多少无关.理解热值的概念应抓住三个关键:l kg 、某种燃料、完全燃烧 .否则燃料燃烧放出的热量就不是燃料的热值 .热机效率是指热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所择放的能量的比值,它反映了能量的利用率,热机性能的一个重要标志.由于热机在工作过程中,总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
柴油机的效率比汽油机的效率高,主要是因为柴油机在压缩冲程中对气体的压缩比汽油机更大。
热机的效率跟热机做功的多少、功率大小无关 .燃料的利用使人类得到大量内能,但同时造成环境污染,尤其是热机的使用.因此,保护环境,控制和消除大气污染是必须重视的问题。
二、教学目标：1、知识与技能1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同,建立燃料热值概念。
2. 会查燃料的热值表。
能根据燃料的热值计算一定质量的燃料完全燃烧所释放的热量。
3、能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向。
对热机效率有初步认识 ,能大致说出提高热机效率的途径。
2、过程与方法继续体会控制变量的思想，能利用控制变量法解决燃料热值的相关问题3、情感、态度与价值观通过燃料内能的利用学习，体会科技发展与人类社会进步的关系，提高学生的环护意识。
三、教学重点和难点；重点:热值的概念、热机的效率难点：热值的概念四、教具：多媒体课件、焦炭、木柴、无烟煤等五、教学思路设计：1、本设计的依据和理由：本节内容由“燃料的热值”和“热机的效率”两部分组成。
本节课的设计思路：首先利用多媒体课件引入燃料燃烧将化学能转化为内能，然后过生活实例帮助学生初步认识不同燃料燃烧时放热能力是不一样的，即热值是不同。
14.2热机的效率
(为什么提供相同的能量)不同燃料 所需的量不同？
质量相等的不同燃料在完全燃烧 时所放出能量的本领不同。
6
一、燃料的分类： 固体燃料、液体燃料和气体燃料。 •例如： •柴、煤炭、煤油、煤气、天然气；
三、热值 燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧 过程中，储存在燃料中的化学能被释 放，转变为内能。相同质量的不同燃 料完全燃烧放出的热量是不同的。
太阳能、水能、风能、地热能等
• 4、某汽油机效率为20％，这表示它每做100J的有用功要完 500 J能量的汽油，要向外散失 400 全燃烧产生__ __ J的能量。 • 5、甲、乙两辆汽车，甲汽油机效率比乙汽油机效率高，这 表明（D ） • A甲做功比乙多 • B甲做功比乙少 • C甲消耗的汽油比乙少 • D相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油少。 • 6、一台效率为40％的柴油机，当输出6600J的有用功时， 7 消耗的柴油量为多少千克？ （ q柴油=3.3× 10 J/kg）
6、汽油的热值是4.6×10 J/kg，完全燃烧 210g汽油能放出多少热量？若这些热量全部被 水吸收，可使多少水从20º C升高到43º C。水的 3 比热容为4.2×10 J/（kg•ºC）
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若只有60%的能量能被这些水吸收，则水的 温度能从20º C上升到多少º C？
阅读材料
• 汽车尾气污染 • 滚滚车流给我们的环境带来的污染已经到了触目 惊心的地步。有资料显示，我国的汽车尾气排放 标准比大多数发达国家落后近10年，并且执行情 况参差不齐。与美国标准相比，我国汽车一氧化 碳(CO)排放量上限高出56%，氮氧化合物高出 32%，碳氢化合物则高出3倍以上。即使是达到排 放标准的车辆，其排放的一氧化碳数量也是欧洲 车辆的2倍左右，碳氢化合物和氮氧化物排放数量 是欧洲车辆的3倍以上。虽然上海和北京标准较高， 但是与欧洲和美国相比仍然宽松很多。专家指出： 我国各大城市污染正在从煤烟型污染向汽车尾气 型污染转化。
人教版九年级物理 14.2 热机的效率(共18张PPT)
2019年5月13日
9
在能 内量 燃都 机到 中哪 燃里 料去 释了 放？ 的
14.2 热机的效率
机件发 热散失
做有 用功
在热机的各种能 量的损失中,废气 带走的能量最多。
燃料燃烧 产生能量
废气 带走
燃烧不 完全
2019年5月13日
机件摩 擦损失
归纳与小结
14.2 热机的效率
对于热机而言，燃料的不完全燃烧、汽缸部件吸热 后的热量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗 的能量，都是引起能量损失的原因.因此，提高热机效 率，可提高燃料的利用率.
1.我们要烧开同一壶水，现有三种燃料：干草、木柴、 煤炭，三种燃料用量是否相同？
不同.
2.为什么提供相同的能量，不同燃料所需的量不 同？
质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出能量的本领不同.
2019年5月13日
3
新课讲解
一 燃料的热值
14.2 热机的效率
1、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.单位：焦每千克，符号： J/kg.
在放出的热量被其他物体吸收的有关计算中，若
不计热量损失，则：m燃q（V燃q）=cm物∆t;若计 热量损失，则：m燃q（V燃q）=cm物∆t.
2019年5月13日
14.2 热机的效率
燃烧汽油的质量为：m= 1/2×2 kg=1kg； 汽油完全燃烧放出的热量为： Q=mq=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J， 因为燃料的热值是燃料的属性，不会随着质量的改 变而改变，所以汽油质量变少后，剩余汽油的热值 不变，仍为4.6×107J/kg.
2019年5月13日归纳与 Nhomakorabea结14.2 热机的效率
14.2热机的效率(原卷版+解析)
第十四章内能的利用14.2 热机的效率一、学习目标1.从生活中体会不同燃料释放热的本领不同，建立热值的概念；能简单计算燃料释放出的热量。
2.能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向；知道什么是热机效率；如何提高热机效率。
二、学习过程一）、知识点梳理知识点一热值1、定义：，叫作这种燃料的热值。
物理意义：。
2、单位：，符号是3、关于热值的理解：①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是针对燃料的质量而言，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是热值。
某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。
完全燃烧：表明要完全烧尽，否则1kg燃料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，只与有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
3、公式：Q＝mq（q为热值）气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为Q=qV实际中，常利用Q吸＝Q放即cm(t-t0)=ηqm′联合解题。
3、酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：。
煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：。
4、火箭常用液态氢做燃料，是因为：。
知识点二热机效率热机的效率：公式：η=W有用/ Q总= W有用/qm提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧尽量减小各种热量损失机件间保持良好的润滑、减小摩擦。
二)、例题练习例1、煤油的热值为4.6×107J/kg，其物理意义是，当煤油的质量减少为原来的一半时，剩余煤油的热值为J/kg。
练1.1、关于燃料的热值，以下说法中正确的是（）A：燃料燃烧时，质量越大，热值越大B：燃烧1kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值C：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D：燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小练1.2 、将一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的（）A：热值、密度和比热容都不变B：热值、密度、比热容都变为原来的三分之二C：热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变D：热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二例2、千帆竞渡，百舸争流。
14.2热机的效率
14.2 热机的效率【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；2. 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；【学习难重点】重点：燃料的热值和机械效率；难点：汽油机各冲程的工作状态和能量转化。
【自主学习】1. 燃料的热值是：某种燃料 放出的 与 的比值。
2. 燃料在燃烧过程中，实际上很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的值 ， 而且有效利用的热量又比放出的热量 ，因此，提高燃料的是节能的重要措施。
3. 燃料在燃烧过程中 能转化为 能。
4. 和 之比，叫做热机的效率，一台汽油机效率是20%，意思是 。
【合作探究】一. 燃料的热值1. 人类生活在一个充满能量的世界，人类活动离不开能量，机器运转离不开能量，请阅读P 22“想想议议”部分，回答下面问题：（1）燃料的种类很多，按照物体状态的不同分为固体燃料、液体燃料和气体燃料，请说出我们生活中常见的固体燃料、液体燃料和气体燃料有哪些?（2）燃料燃烧时会放出能量，那么不同种类的燃料燃烧时释放的能量是否相同？（3）如何来比较不同种类的燃料燃烧时释放能量的多少呢？2. 为了反映不同燃料燃烧时放出能量的多少，物理学中引入了 的概念。
（1）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 。
（2）热值的单位 ，符号是 ，公式： 。
（3）焦炭的热值是kg J /100.37 ，它的物理意义是： ；5kg 的焦炭完全燃烧能放出 热量。
3. 阅读P23“小资料”部分，你有何发现？二. 热机的效率阅读P 23 “热机效率”部分，回答下列问题：1. 热机燃料燃烧放出能量只有少部分转化为机械能，物理上用__________表示热机的这种性能，定义是__________________。
2. 蒸汽机的效率很低，只有 ，汽油机的效率为 ，柴油机的效率为 。
3. 热机的效率是热机性能的 。
14.2-热机的效率z
天然气等
燃料燃烧过程：化学变化 燃料的化学能转化为内能
一、燃料的热值
1.物理意义：描述不同燃料完全燃烧放热本 领的物理量 2.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 定义式：q=Q／m Q放＝mq或 Q放＝Vq 3.单位：焦每千克 焦每立方米 符号：J/kg 或 J/m3 只与燃料的种类有关，与燃料的质量、 4 、属性： 燃烧状况等均无关。
汽油机和柴油机有什么相 同点，有什么不同点？
相同点
1．基本构造和主要部件的作用相似。
2 ．每个工作循环都经历四个冲程：吸气冲 程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
3 ．四个冲程中，只有做功冲程对外做功， 其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 4 ．一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴 转动两周，做功一次。
不同点
q柴为107J/kg）
解：Q放=Vq天=4m3 ×7.5×107J/m3 =3×108J Q放 3×108J m柴 = = = 30kg q柴 107J/kg
答：天然气完全燃烧放出热量是3×108J, 相当于30 kg柴薪完全燃烧放出的热量。
14
例2：判断关于热值的说法：
A、通风越好，供氧越充足，燃料的热值就越大 B、1kg酒精比0.2kg酒精的热值大 C、汽油不燃烧时，热值为0 D、1kg燃料燃烧时放出的热量就是它的热值 E、燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多
③散热
④废气带走
二、热机的效率
1、提高燃料利用率的措施：
(1)使燃料充分燃烧
(2)减少各种热量散失
提高热机效率及燃料的利用率 的具体途径:
1.使燃料燃烧得更充分 2.用优良的润滑材料减小摩擦,以减少机械损失.
3.设计上不断改进，减少热量的散失。 3.在热机的各种损失中，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重 要措施。（热电站）
14.2 热机的效率
课题：14.2热机的效率【教学目标】1、从能量转化的角度认识热值，并能进行相关的计算。
2、通过能量的转化和转移，认识效率能认识热机的效率。
【导学过程】一、燃料的热值思考：燃烧1kg的煤和燃烧1kg的木材放出的热量一样多吗？1、热值：_______________________________________________ 在数值上等于单位或2、热值的物理意义（以木炭为例）：3、热量的计算：二、热机的效率思考：1、一辆汽车从身旁驶过，有时根据人的嗅觉就能知道它的发动机是汽油机还是柴油机。
这是为什么？2、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？热机的效率：讨论：热机的效率普遍偏低，造成这样现象的原因是什么？有什么危害？我们应该采取哪些措施来应对？【课堂小结】【课堂练习】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，与燃料的质量或体积无关B、燃烧1千克某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值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、氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。
氢气的热值为14.3×107J/kg，现完全燃烧0.5 kg的氢气可放出J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值（选填：“增大”、“减小”或“不变”）3、木炭的热值是3.4×107J/kg，它表示的物理意义是_________ ______ ______ 。
10 kg的木炭，完全燃烧掉一半能放出___ ___J的热量，剩下一半木炭的热值__ __。
4、太阳能是一种清洁能源。
若一个太阳能热水器每天能使200kg的水温度由20℃升高到90℃，那么这些水吸收的热量为J，这些热量相当于完全燃烧m3的天然气放出的热量。
［q＝7×107J/m3，C水＝4.2×103J/ (kg·℃）］天然气5、某柴油机燃烧2.4kg柴油时，对外做的有用功为2.8x107J，该柴油机的效率为多少？[柴油的热值3.3×107J/kg]6、用煤气灶既方便又环保，一般的煤气灶正常工作时。
人教版第十四章14.2热机的效率(共20张PPT)
相同质量的不同 燃料，燃烧时放 出的热量相同吗？
一、燃料的热值
燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不相同的
一、燃料的热值
1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与 其质量(或体积）之比，叫做这种燃料的热 值。热值用q表示。
无烟煤 约3.4×107 汽油
4.6×107
焦炭
3.0×107
氢
1.4×108
木炭
3.4×107
煤气 约3.9×107J/m3
酒精
3.0×107
沼气 约1.9×107J/m3
说一说汽油、煤气热值的物理意义？ 1Kg的汽油完全燃烧时放出的热量为4.6×107J。 1m3的煤气完全燃烧时放出的热量为3.9×107J。
课前回顾
1、热机：利用内能做功的机械。
2、四冲程汽油机的工作冲程（按顺序）： 吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程
3、做功冲程中发生的主要能量转化：
化学能 燃烧 内能
做功
（燃料）
（燃气）
机械能
第十四章 内能的利用 第2节 热机的效率
深高北 物理组
学习内容
01 燃料的热值 02 热机的效率
一、燃料的热值
机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为__3_5_%__。
由于燃料的燃烧程度、散热损失、机械摩擦等 因素，热机的能量有效利用率总小于100%
各种热机的效率
蒸汽机的效率只有 6%~15%
柴油机的效率为 30%~45%
汽油机的效率为 20%~30%
热机的效率是热机性能 的重要指标
如何提高热机的效率
14.2 热机的效率
Q
m = c(t -t0)
8.4×106 J
= 4.2×103 J/(kg·℃)×(70 ℃-20 ℃)
= 40 kg
3.关于热机效率，下列说法正确的是：
( CD )
A．热机效率越高，即热机做的有用功多 B．热机效率越高，即热机的功率越大 C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能
烟煤 焦炭
2.9×107 柴油 3.0×107 石油
4.3×107 4.4×107
天然气（
7.1~8.8)×107
氢气 14.3×107
无烟煤 3.4×107 汽油 木炭 3.4×107 煤油
4.6×107 4.6×107
8
请你说出煤气的热值的物理意义
常用燃料的热值（单位：J/kg）
固体
液体
气体 (J/m3)
B．燃料没燃烧时就没有热值 C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一 个确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放 出的热量无关 D．容易燃烧的燃料热值一定大
2．已知干木柴的热值是1.2×107
J/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·℃)。
燃料完全 燃烧放出 的能量
做有用机械能
用来做有用功的那部分能量，与燃料完全 燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。
二、热机效率
1、定义：用来做有用功的那部分 能量与燃料完全燃烧释放的能量 之比称为热机效率，即：
η= W有 Q放
15
汽油机的效率为 20%~30% 蒸汽机的效率只有6%~15%
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提高热机效率的途径和方法：
（l）尽可能减少各种热损失，保证
良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能
量；
(2)充分利用废气的能量，提高燃料
的利用率，如利用热电站废气来供热。这
种既供电又供热的热电站，比起一般火电
站来，燃料的利用率大大提高。
热机对环境的影响
• 1.热机对大气的影响。 • （1）产生有毒气体。 • （2）产生大量二氧化碳，造成温室效 应。 • （3) 产生粉尘。 • 2.热机产生噪音。
2)天然气放出的热量只有75%被水吸收. Q放 75% Q吸 Vq气 75% Q吸 Q吸 1.008 10 J 3 V 16m 7 q气 75% 8.4 10 J / kg 75%
9
三、热机的效率
热机的效率：热机所做的做有用功和 燃料完全燃烧放出的热量之比。叫热机的 效率。
不久就升温了。现在，我们已经知道这是 因为水吸收了热量的缘故。 问：那么这些 热量从何而来？
是从木柴燃烧时放出的热量来的
燃料燃烧时放出的热量跟燃料的质量有关
同种燃料的质量越大， 燃烧时放出的热量越多
思考：5kg的木材和10kg的木材燃烧时放出的热
量是否相同？ 这说明什么？
燃料的ຫໍສະໝຸດ 热值27 ℃
13 ℃ 10g煤油 50℃
解答：
• • • • •
Q吸=Cm(t-t0)
=4.2×103J/(kg· ℃)×5kg×(100℃-40℃) =1.26×106J 因为Q吸=Q放=1.26×106J 所以干木柴质量
Q 1.2610 3 J m' 1.2107 J/kg 0.105kg q
（2009年莆田市）人们常用水给汽车发动机降温， 这是因为水的_________较大。“奋进”号航天 飞机用氢作燃料，这是因为氢的_______较大。 • （2009年北京市）焦炭的热值是3107J／kg， 完全燃烧1kg的焦炭放出的热量为 J。太 阳能是一种清洁能源。某太阳能热水器每天 能使500Kg的水温度升高30℃，那么这些水 吸收的热量为 J，这些热量相当于 完全燃烧 m3的天然气放出的热量。 (天然气的热值取7×107J/m3，水的比热容p 水=4．2×103J/(kg· ℃))
14.2热机的效率
1.内能的获得——燃料的燃烧 燃料燃烧：是化学变化，化学能转化为内能。
燃料的热值
讨论：例举一下生活中我们
可以使用哪些可燃烧的材料 烧开一壶水？ 草木、煤炭等 石油、酒精、汽油等 煤气、天然气 等
燃料可分 为哪三种
固体燃料 液体燃料 气体燃料
讨论：将一壶水放在燃烧的木柴上加热，
燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量 散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消 耗的能量，都是引起能量损失的原因。因此， 提高热机效率，可提高燃料的利用率。
你猜想：汽油机、柴油机的效率 大约是多少？猜猜看！ 汽油机的效率：20~30%
柴油机的效率：30~45% 你认为它们的效率比你想象的 高？还是低？
阅读教材p73最后一段文字并思考：
普通的家用煤炉燃烧无烟煤，燃 烧效率只有15％；普通燃煤锅炉，燃烧效 率约为30％；现代化的锅炉，燃烧效率可 达90％左右。
什么是燃烧效率？ 怎样提高燃料的燃烧效率？
二、有效利用燃料
• 在实际利用燃料中，燃料很难完全燃烧， 而且放出的内能不能被完全利用，有效利 用的只是其中一部分． • 炉子的效率：有效利用的热量与理想情况 下放出的热量的比值．
燃料利用效率图
未燃烧的能量 散失的能量 利用的能量
燃料利用效率低下
提高燃料利用率 的措施
1）改善燃烧的条件，使 燃料尽可能充分燃烧。
2）尽可能减少各种 热量损失。
• 提高燃料利用率的方法 • 提高燃料利用率的意义
1．某中学锅炉房每天要将3t水从20℃加热到100℃。 1）这些水要吸收热量为多少？ (2)“ 西气东输”实现后，可用天然气作为燃料来烧水， 解 :1)Q吸 c水 m(t t0 ) 设天然气完全燃烧释放热量的 75% 被水吸收，学校每 3 3 4.2 10 J /(kg C ) 3 10 kg (100 C 20C ) 天因烧水要消耗天然气的体积是多少 m3？（天然气的 9 7J/m3。气体完全燃烧放出热量的公式 热值 q=8.4 × 10 1.008 10 J 是Q放=qV，式中V表示气体燃烧的体积）
Q放=mq
你能观察 到什么？
讨论：为什么我国“长征 3号”火箭用的燃料是液 态氢，而不是汽油?
例题：
• 把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg 的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为 1.2×107J/kg ，外界为标准大气压，并且 燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
分析：
• 利用吸热公式 Q吸=Cm(t-t0) 可以算出将水烧 开要吸收多少热量，解题时应注意在标准 大气压下，水的沸点是 100℃，即水烧开时 的温度为 100℃，再利用燃料的燃烧值求干 木柴的质量．
不一样 多 不相同
说明水吸收的热量不同
1kg某种燃料完全燃烧所放出的热量叫做这种 单位： J/kg 燃料的热值 热值用 q表示
7J/kg q煤气 =4.2 × 10 表示 1kg煤气完全燃烧所 q煤气=4.2×107J/kg 的物理意义是什么？ 放出的热量是4.2×107J
3kg煤气完全 7J×3=1.26×108J 4.2×10 燃烧放出多少 热量呢？
• 焦炭的热值是3107J／kg，完全燃烧1kg的 焦炭放出的热量为 J。柳州鑫能生物发 电项目是广西第一个新型环保清洁和可再 生能源生物发电示范项目，以热值为l．2 x10 7 J／㎏的秸杆作燃料。完全燃烧 ______________㎏的秸杆得到8．4×107 的热量；若这些热量全部被水吸收，可使 ___________㎏的水从30℃上升到70℃。 [水的比热容为4．2×103 J／(㎏· ℃)
• 燃料燃烧能获得大量内能，也造成对环境的 二氧化硫 污染，主要是由于燃料的燃烧会产生____, 排放在大气中污染了大气，大气污染不但直 人体的健康还会影响______ 接有害于_________, _, 植物的正常生长 气候 甚至影响全球的__________.