新人教版物理九年级上册 14第2节热机的效率课件 (2)
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___3_5_%_____。
课堂小结
什么是 燃料的 热值？
燃料完全 燃烧时放 出热量如 何计算?
提高热机 的效率与 节能环保
热机效率
教学目标
• 1、了解热机里的能量转化，认识热机效率； • 2、领会热机效率较低的现实，探讨提高热机效率的途径； • 3、了解热机在人类发展史上的重要意义； • 4、认识热机的使用给环境带来的危害，增强环保意识。
第十四章 第２节
热机的效率
从哪里获得内能？
柴薪
石油
煤炭
天然气
一、燃料的热值
想想议议 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。我们用热值这个 概念来表示燃料放出热量的本领。
1．热值
（1）定义 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，
推动 • 热机的使用改变了这个世界，______了社会的发展。
• 5、阅读课本28页，认识热机的使用给环境带来的危害，讨论如何减少热机 使用带来的污染。
热机带来的环境污染和环保措施
• 空气污染和噪声污染。 • 环境保护的措施： • 1、改进燃烧设备，消除烟尘； • 2、研究和研发低能耗，少污染的高性能热机； • 3、充分开发利用绿色能源。如太阳能、氢气等； • 4、在内燃机的排气管上安装消声器，以减少噪 声污染。
为第一批环保模范城市的深圳，如今机动车尾气污染竟 然已占大气污染的70%，每年排放各种有害物质达20多 万吨，并且还在以每年超过20%的速度增加；北京的汽 车污染形势同样严峻。随着城市煤烟型污染控制取得成
效，今后城市机动车排放污染对空气质量的影响将越来 越突出。
• 不可否认，汽车产业对经济有巨大的拉动作用，而治理 污染付出的代价也不应视而不见。以北京为例：北京现 在每年在大气治理上要花费100亿元人民币，到2008年 总共要花费近1000亿元人民币，其中用于机动车尾气治 理的至少有几百亿。如果把全国的情况算起来，那将是 一个天文数字。
• 有调查表明，我国许多城市的机动车尾气已成为大气污 染的首要来源。广州市空气主要污染源为：机动车尾气 占22%，工业排放占20.4%，建筑工地扬尘占19.2%；一 向享有“人间天堂”美誉的杭州市这几年也越来越严重
地遭受机动车尾气污染之苦，即便是晴好天气，城市上
空也常是灰蒙蒙一片，污染指数与广州市不相上下；作
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·℃)。
Q = 1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J
Q
m = c(t -t0)
8.4×106 J
= 4.2×103 J/(kg·℃)×(70 ℃-20 ℃)
= 40 kg
练一练
自学指导
• 1、阅读课本，研究“‘汽车内燃机的能量流向”图， 认识燃料燃烧释放的热量大部分___散_失__了，只有一 少部分用来来自百度文库做__功___。 __废_气___带走的热量最多。 • 2、回想机械效率总结热机效率。得出热机效率公式， 通过热机效率表认识部分热机效率。
• 3、热讨机论效率衡公量式为热：机性能优良的标准是什么？提高热机 效率的途径是什么？
理解的是 ( C )
A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正 比
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
练一练
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
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量 损失，并且要保证良好的涧滑 D．提高热机效率，有利于环保减排
练一练
4．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为： 汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％， 摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为
m
热量 热值
1.4 1012 J 1.2 107 J/kg
1.2 105
kg
约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨 氢完全燃烧放出的热量。
二、热机的效率
想一想 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？
燃气 损失的内能 内能
无用的 机械 能
有用机械能
1．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。
汽油机的效率为 20%~30% 蒸汽机的效率只有6%~15%
柴油机的效率为30%~45%
2．提高热机效率，节约能源，减少污染
（1）热机的效率是热机性能的重要指标
（2）提高效率的途径 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； 改进热机，减少各种能量损失； 利用废气的能量。
练一练
1．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确
化为机械能越多，机械效率越高。
阅读材料
• 1. 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。
• （2）如果油箱内还有汽油50L，那么还能行驶多远？
（ρ汽油 =0.8×
㎏／103 ，q汽m3油=4.6×
J／㎏）
107
课外拓展
• 柴油机的节能效果可以从以下几方面思考: • 1、看柴油是否充分燃烧，燃烧越充分，排出尾气的柴油味将越淡，颜色越
淡。 • 2、内能转化为机械能的效率，在同样负荷情况下，尾气温度越低，说明转
课堂总结
• 热机的效率很___，____带低走了大量的废热气。 • _________是衡量热机性能的重要指标。 • 热机的热使机用效_率____了人类社会的发展。 • 热机的使用也给生态环境促造进成了_____。 • ________和_______ 是减少污染的重要途径。
利用绿色能源
使用高性能热机
污染
课堂练习
• 1、要提高热机效率必须 （ C ） • A.让更多的燃料燃烧 B.提高热机功率
• C.减少各种热损失 D.利用热值大的燃料
• 2、关于热机和环保的说法正确的是 （B ）
• A.所有的热机都是用汽油作燃料
• B.热机的大量使用会造成大气污染
• C.热机产生的噪声可被消声器完全消除
太阳能、水能、 风能、地热能
• 3、说出几种你所认识的绿色新能源。 等
当堂练习
• 4、某汽油机效率为20％，这表示它每做100J的有用功要完全 燃烧产生__ J5能00量的汽油，要向外散失__ 4J0的0 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
根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出 多少焦耳的热量？
氢的热值是1.4×108 J/kg
放出热量Q = 热值×质量 =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J
再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热 量，需要多少吨干木柴？
干木柴的热值1.2×107 J/kg
需要干木柴
• 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，消
耗的柴油量为多少千克？
（ q柴油=3.3× 107J/kg）
选做题
• 7马、路一上辆行6驶0K，W受的到载的重阻汽力车是，保4.持5×功1率03不N，变发在动平机直每的
小时耗油20L，求：
• （1）发动机的效率，
• 同时，覆盖在我国城市上空的以汽车尾气为主的烟雾更 导致了庞大的医疗成本。世界银行发布的报告显示：中 国肺病发病率在过去30年翻了一番。因空气污染导致的 医疗成本增加以及工人生病丧失的生产力使得中国GDP 的5%被抵消掉。我国的污染如此严重，以至于美国国务 院不允许家庭成员患哮喘的外交官在我国某些城市任职。
叫做这种燃料的热值。
（2）物理意义 热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出
的热量。
（3）单位 国际单位：焦每千克；符号：J/kg。 气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
2．了解燃料的热值表
请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意 义。
3．有关燃料燃烧放热的计算 想一想
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
标准是：热机效率
提高热机效率的途径：
• （1）使燃料充分燃烧； • （2）尽量减少各种热的损失； • （3）在热机的设计和制造上采用先进技术； • （4）使用时注意保养，保证良好的润滑，合理调整零件之间的间隙，减少
因克服摩擦阻力而消耗的能量。
• 4、阅读课本27页，了解热机的使用在人类发展史上的重要意义。
课堂小结
什么是 燃料的 热值？
燃料完全 燃烧时放 出热量如 何计算?
提高热机 的效率与 节能环保
热机效率
教学目标
• 1、了解热机里的能量转化，认识热机效率； • 2、领会热机效率较低的现实，探讨提高热机效率的途径； • 3、了解热机在人类发展史上的重要意义； • 4、认识热机的使用给环境带来的危害，增强环保意识。
第十四章 第２节
热机的效率
从哪里获得内能？
柴薪
石油
煤炭
天然气
一、燃料的热值
想想议议 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。我们用热值这个 概念来表示燃料放出热量的本领。
1．热值
（1）定义 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，
推动 • 热机的使用改变了这个世界，______了社会的发展。
• 5、阅读课本28页，认识热机的使用给环境带来的危害，讨论如何减少热机 使用带来的污染。
热机带来的环境污染和环保措施
• 空气污染和噪声污染。 • 环境保护的措施： • 1、改进燃烧设备，消除烟尘； • 2、研究和研发低能耗，少污染的高性能热机； • 3、充分开发利用绿色能源。如太阳能、氢气等； • 4、在内燃机的排气管上安装消声器，以减少噪 声污染。
为第一批环保模范城市的深圳，如今机动车尾气污染竟 然已占大气污染的70%，每年排放各种有害物质达20多 万吨，并且还在以每年超过20%的速度增加；北京的汽 车污染形势同样严峻。随着城市煤烟型污染控制取得成
效，今后城市机动车排放污染对空气质量的影响将越来 越突出。
• 不可否认，汽车产业对经济有巨大的拉动作用，而治理 污染付出的代价也不应视而不见。以北京为例：北京现 在每年在大气治理上要花费100亿元人民币，到2008年 总共要花费近1000亿元人民币，其中用于机动车尾气治 理的至少有几百亿。如果把全国的情况算起来，那将是 一个天文数字。
• 有调查表明，我国许多城市的机动车尾气已成为大气污 染的首要来源。广州市空气主要污染源为：机动车尾气 占22%，工业排放占20.4%，建筑工地扬尘占19.2%；一 向享有“人间天堂”美誉的杭州市这几年也越来越严重
地遭受机动车尾气污染之苦，即便是晴好天气，城市上
空也常是灰蒙蒙一片，污染指数与广州市不相上下；作
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·℃)。
Q = 1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J
Q
m = c(t -t0)
8.4×106 J
= 4.2×103 J/(kg·℃)×(70 ℃-20 ℃)
= 40 kg
练一练
自学指导
• 1、阅读课本，研究“‘汽车内燃机的能量流向”图， 认识燃料燃烧释放的热量大部分___散_失__了，只有一 少部分用来来自百度文库做__功___。 __废_气___带走的热量最多。 • 2、回想机械效率总结热机效率。得出热机效率公式， 通过热机效率表认识部分热机效率。
• 3、热讨机论效率衡公量式为热：机性能优良的标准是什么？提高热机 效率的途径是什么？
理解的是 ( C )
A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正 比
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
练一练
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
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量 损失，并且要保证良好的涧滑 D．提高热机效率，有利于环保减排
练一练
4．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为： 汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％， 摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为
m
热量 热值
1.4 1012 J 1.2 107 J/kg
1.2 105
kg
约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨 氢完全燃烧放出的热量。
二、热机的效率
想一想 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？
燃气 损失的内能 内能
无用的 机械 能
有用机械能
1．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。
汽油机的效率为 20%~30% 蒸汽机的效率只有6%~15%
柴油机的效率为30%~45%
2．提高热机效率，节约能源，减少污染
（1）热机的效率是热机性能的重要指标
（2）提高效率的途径 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； 改进热机，减少各种能量损失； 利用废气的能量。
练一练
1．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确
化为机械能越多，机械效率越高。
阅读材料
• 1. 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。
• （2）如果油箱内还有汽油50L，那么还能行驶多远？
（ρ汽油 =0.8×
㎏／103 ，q汽m3油=4.6×
J／㎏）
107
课外拓展
• 柴油机的节能效果可以从以下几方面思考: • 1、看柴油是否充分燃烧，燃烧越充分，排出尾气的柴油味将越淡，颜色越
淡。 • 2、内能转化为机械能的效率，在同样负荷情况下，尾气温度越低，说明转
课堂总结
• 热机的效率很___，____带低走了大量的废热气。 • _________是衡量热机性能的重要指标。 • 热机的热使机用效_率____了人类社会的发展。 • 热机的使用也给生态环境促造进成了_____。 • ________和_______ 是减少污染的重要途径。
利用绿色能源
使用高性能热机
污染
课堂练习
• 1、要提高热机效率必须 （ C ） • A.让更多的燃料燃烧 B.提高热机功率
• C.减少各种热损失 D.利用热值大的燃料
• 2、关于热机和环保的说法正确的是 （B ）
• A.所有的热机都是用汽油作燃料
• B.热机的大量使用会造成大气污染
• C.热机产生的噪声可被消声器完全消除
太阳能、水能、 风能、地热能
• 3、说出几种你所认识的绿色新能源。 等
当堂练习
• 4、某汽油机效率为20％，这表示它每做100J的有用功要完全 燃烧产生__ J5能00量的汽油，要向外散失__ 4J0的0 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
根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出 多少焦耳的热量？
氢的热值是1.4×108 J/kg
放出热量Q = 热值×质量 =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J
再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热 量，需要多少吨干木柴？
干木柴的热值1.2×107 J/kg
需要干木柴
• 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，消
耗的柴油量为多少千克？
（ q柴油=3.3× 107J/kg）
选做题
• 7马、路一上辆行6驶0K，W受的到载的重阻汽力车是，保4.持5×功1率03不N，变发在动平机直每的
小时耗油20L，求：
• （1）发动机的效率，
• 同时，覆盖在我国城市上空的以汽车尾气为主的烟雾更 导致了庞大的医疗成本。世界银行发布的报告显示：中 国肺病发病率在过去30年翻了一番。因空气污染导致的 医疗成本增加以及工人生病丧失的生产力使得中国GDP 的5%被抵消掉。我国的污染如此严重，以至于美国国务 院不允许家庭成员患哮喘的外交官在我国某些城市任职。
叫做这种燃料的热值。
（2）物理意义 热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出
的热量。
（3）单位 国际单位：焦每千克；符号：J/kg。 气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
2．了解燃料的热值表
请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意 义。
3．有关燃料燃烧放热的计算 想一想
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
标准是：热机效率
提高热机效率的途径：
• （1）使燃料充分燃烧； • （2）尽量减少各种热的损失； • （3）在热机的设计和制造上采用先进技术； • （4）使用时注意保养，保证良好的润滑，合理调整零件之间的间隙，减少
因克服摩擦阻力而消耗的能量。
• 4、阅读课本27页，了解热机的使用在人类发展史上的重要意义。