热机的效率
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第十四章 内能的利用
1什么是热机？ 2汽油机一般有几个冲程，分别是
什么？
3一循环分别有几个冲程,对应做 几次功，飞轮转几圈？
4在热传递过程中，传递能量的多 少叫做什么？
5什么是机械效率？
它们都离不开燃料。
〖请你说说〗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，还用草 木等植物的秸杆作燃料。
木炭: 3.4×107J/kg 物理意义: 1千克木炭完全燃烧时放出的热量是
3.4×107J 煤气: 3.9×107J/m3 物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是 3.9×107J
火箭为什么用液态氢做原料？ 因为氢气的热值很大
wenku.baidu.com
计算热量公式：
Q放=mq （液体和固体） Q放=Vq (气体)
Q：燃料完全燃烧释放的热量 ｑ：燃料的热值
A．热值减半 B．密度不变 C．质量减半 D．比热容不变
3、小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能 热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温 由原来的20℃升高到了40℃。问： ①在这4h内水吸收了多少热量？ ②若这些热量由效率为20％的火炉燃烧焦炭来 提供，则需要燃烧多少千克焦炭？ [焦炭的热值q＝3.0×107J/kg]
四、内能的利用和环境保护
工业企业、交通运输工具，家庭炉灶和 取暖设备，它们排放的烟尘是大气污染的主 要来源。
四、内能的利用和环境保护 保护环境的有效方法：改进燃烧设备， 加装消烟除尘装置，采取集中供热，普及煤 气和天然气的使用。
四、内能的利用和环境保护
我们既要有效地利用能源，又要很好 地控制和消除污染，创造一个更加美好的 环境。
4、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料 的，这是因为液态氢具有（ D ） A、较小的质量 B、较小的密度 C、较大的比热容 D、较大的热值
5、柴油机是工农业生产中常用的热机，已 知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机 内完全燃烧2千克柴油能放热6.6×107 J， 这些热通过柴油机的转化能对外 做 有 用 功 1.98×107 J。 （柴油的热值为3.3×107J/kg）
量 4)废气带走的热量
三.热机对环境的影响
• 1.热机对大气的影响（大气污染）。 • （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.热机产生噪声（噪声污染）。
四、内能的利用和环境保护
煤、石油、天然气等燃料的利用，使人 们获得大量内能，给人类文明带来进步。同 时也造成环境污染，给人们带来危害。
ｍ：燃料的质量、V：燃料的体积
例题：某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天 然气完全燃烧放出多少热量，相当于多少kg柴薪 完全燃烧放出的热量（q气为7.5×107J/m3，
q柴为107J/kg）
解：Q放=Vq气=4m3 ×7.5×107J/m3 =3×108J；
m=Q放/q柴=3×108J/107J/kg=30kg。
一、燃料的热值
定义：1kg(m3)某种燃料完全燃烧放出的热量
单位：焦每千克，符号：J/kg
二、热量的计算 Q放=mq Q=Vq (气体)
三、热机效率（ η ）： 我们把用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃 烧后放出的能量之比叫做热机效率。
四、提高热机的效率的方法
2.下面说法不正确的是（C ） A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能 B．人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧 中获得的 C．l kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这 种燃料的热值 D．提高燃料的利用率是节约能源的重要措施
2、公式: W有用
Q放
热机的效率是热机性能的重要指标。
蒸汽机------------ 6—15% 汽油机 ----------- 20—30% 柴油机 ----------- 30---45%
能量损失、热机效率不高的原因: 1）燃料的不完全燃烧 2)燃烧产生的热量被机器散
发（热量直接散失） 3)克服摩擦做功而消耗的能
焦炭3.0 ×107
煤油4.6 ×107 天然气7.1~8.8 ×107 （J/m.3 ）
热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关， 与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关。
1.不同物质的热值一般相同吗？
2有没有不同物质热值相同的？
3哪种物质的热值最大 ？它是多少？ 表示的物理意义是什么？
热值的物理意义
）。
35
热岛效应
5、小明家住市中心，奶奶嫌
城市夏天太热而不住他家，这
激发了他探究城乡温差的原因。
某星期天，他请全班同学分别
到选定的地点，于中午同一时
刻测出各测试点的气温，以此
绘制出图所示的“区域——温
度”坐标图。
（1）图6中气温最低的区域
是（ ）； 简析该区域气温
低的主要原因： (
)。
（2）请提出一种降低市中心
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。 12
讨论交流：现实生活中热机工作时，能不能 将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用 功呢？
不能： 1、燃料很难完全燃烧：
实际放出热量 < 计算热量
2、有效利用热量 < 放出热量
想一想
燃料完全燃烧放出的能 量都到哪里去了
散热、克服摩擦损失
废气带走的能量
燃料完全燃烧放 出的能量
机械能
例：热机中燃料释放能量的主要走向示意图
废气排出带走的能 量
由于机械传动 等，克服摩擦 所消耗的能量
热机真 正转变为 对外做功
的部分
注：在热机的各种损失中，废气带走的能量最多
二、热机的效率 （ η）
1.定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃 烧放出的能量之比，叫做热机效率。
34
4、小林特别喜欢吃“糖炒栗子”他看到人们在
炒栗子的时候，往锅里加了一些“砂子”来炒，
填塞了栗子间的空隙，过一会儿，炒熟的栗子
又香又甜，他知道这是通过（ ）的方式来改
变栗子内能的，同时，燃烧焦炭是把焦炭的
（ ）能转化（ ）能，但是他不知道放“砂
子”的用处，你能猜出用砂子炒栗子的好处吗？
写出一个好处即可：（
当堂检测反馈
1、四口之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 )
A、液化石油气 B、煤气 C、烟煤 D、木柴
2、杯中的某种液体燃料，倒掉一半后，对 剩下的半杯液体描述不正确的是（A）
环境气温的办法:(
)。
36
固体燃料
气体燃料
液体燃料
燃料可分为三种
质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的 热量是不同的。
一、燃料的热值
1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与
其质量之比叫做这种燃料的热值。燃料的热值只
2、符号: q
与燃料的种类
3、单位： J/kg J/m3
有关，与燃料 的质量、是否
4、意义：
完全燃烧无关
表示燃料燃烧时放热本领的物理量。
造成污染的主要物质有：燃料里含 有杂质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化 硫、氮氧化物等，燃烧不完全还会产生一氧 化碳和粉尘。
四、内能的利用和环境保护
全世界因使用燃料，每年排入大气中的 有害物质，包括粉尘、二氧化硫等，达几亿 吨之多！
大气污染不但直接有害人体健康，而且 还会影响植物的生长，甚至影响全球的气候。 大气中的二氧化碳和氮氧化物经化学变化溶 于水后，会产生酸雨，危害农作物、森林和 湖泊中的生物。
5、热值在数值上等于
1kg某种燃料完全燃烧放出的热量
7、几种燃料的热值（焦/千克）
干木柴（约）1.2 ×107 木炭3.4 ×107 汽油4.6 ×107
烟煤（约）2.9 ×107 酒精3.0×107 氢1.4 ×108
无烟煤（约）3.4 ×107 柴油3.3 ×107 煤气（约）3.9 ×107 （J/m.3 ）
解析：选C。lkg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做
这种燃料的热值，必须加上“完全”两个字，故C错。
3.下列提高热机效率的方法中，不可行的 是（D ） A．减少各种热损失 B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦 C．充分利用废气的能量，如建热电站 D．采取少消耗总能量的办法
解析：选D。提高热机效率的方法是减少各种能量损失，充分利 用燃料放出的能量，减小摩擦，尽量少做额外功等。
1什么是热机？ 2汽油机一般有几个冲程，分别是
什么？
3一循环分别有几个冲程,对应做 几次功，飞轮转几圈？
4在热传递过程中，传递能量的多 少叫做什么？
5什么是机械效率？
它们都离不开燃料。
〖请你说说〗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，还用草 木等植物的秸杆作燃料。
木炭: 3.4×107J/kg 物理意义: 1千克木炭完全燃烧时放出的热量是
3.4×107J 煤气: 3.9×107J/m3 物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是 3.9×107J
火箭为什么用液态氢做原料？ 因为氢气的热值很大
wenku.baidu.com
计算热量公式：
Q放=mq （液体和固体） Q放=Vq (气体)
Q：燃料完全燃烧释放的热量 ｑ：燃料的热值
A．热值减半 B．密度不变 C．质量减半 D．比热容不变
3、小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能 热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温 由原来的20℃升高到了40℃。问： ①在这4h内水吸收了多少热量？ ②若这些热量由效率为20％的火炉燃烧焦炭来 提供，则需要燃烧多少千克焦炭？ [焦炭的热值q＝3.0×107J/kg]
四、内能的利用和环境保护
工业企业、交通运输工具，家庭炉灶和 取暖设备，它们排放的烟尘是大气污染的主 要来源。
四、内能的利用和环境保护 保护环境的有效方法：改进燃烧设备， 加装消烟除尘装置，采取集中供热，普及煤 气和天然气的使用。
四、内能的利用和环境保护
我们既要有效地利用能源，又要很好 地控制和消除污染，创造一个更加美好的 环境。
4、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料 的，这是因为液态氢具有（ D ） A、较小的质量 B、较小的密度 C、较大的比热容 D、较大的热值
5、柴油机是工农业生产中常用的热机，已 知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机 内完全燃烧2千克柴油能放热6.6×107 J， 这些热通过柴油机的转化能对外 做 有 用 功 1.98×107 J。 （柴油的热值为3.3×107J/kg）
量 4)废气带走的热量
三.热机对环境的影响
• 1.热机对大气的影响（大气污染）。 • （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.热机产生噪声（噪声污染）。
四、内能的利用和环境保护
煤、石油、天然气等燃料的利用，使人 们获得大量内能，给人类文明带来进步。同 时也造成环境污染，给人们带来危害。
ｍ：燃料的质量、V：燃料的体积
例题：某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天 然气完全燃烧放出多少热量，相当于多少kg柴薪 完全燃烧放出的热量（q气为7.5×107J/m3，
q柴为107J/kg）
解：Q放=Vq气=4m3 ×7.5×107J/m3 =3×108J；
m=Q放/q柴=3×108J/107J/kg=30kg。
一、燃料的热值
定义：1kg(m3)某种燃料完全燃烧放出的热量
单位：焦每千克，符号：J/kg
二、热量的计算 Q放=mq Q=Vq (气体)
三、热机效率（ η ）： 我们把用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃 烧后放出的能量之比叫做热机效率。
四、提高热机的效率的方法
2.下面说法不正确的是（C ） A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能 B．人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧 中获得的 C．l kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这 种燃料的热值 D．提高燃料的利用率是节约能源的重要措施
2、公式: W有用
Q放
热机的效率是热机性能的重要指标。
蒸汽机------------ 6—15% 汽油机 ----------- 20—30% 柴油机 ----------- 30---45%
能量损失、热机效率不高的原因: 1）燃料的不完全燃烧 2)燃烧产生的热量被机器散
发（热量直接散失） 3)克服摩擦做功而消耗的能
焦炭3.0 ×107
煤油4.6 ×107 天然气7.1~8.8 ×107 （J/m.3 ）
热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关， 与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关。
1.不同物质的热值一般相同吗？
2有没有不同物质热值相同的？
3哪种物质的热值最大 ？它是多少？ 表示的物理意义是什么？
热值的物理意义
）。
35
热岛效应
5、小明家住市中心，奶奶嫌
城市夏天太热而不住他家，这
激发了他探究城乡温差的原因。
某星期天，他请全班同学分别
到选定的地点，于中午同一时
刻测出各测试点的气温，以此
绘制出图所示的“区域——温
度”坐标图。
（1）图6中气温最低的区域
是（ ）； 简析该区域气温
低的主要原因： (
)。
（2）请提出一种降低市中心
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。 12
讨论交流：现实生活中热机工作时，能不能 将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用 功呢？
不能： 1、燃料很难完全燃烧：
实际放出热量 < 计算热量
2、有效利用热量 < 放出热量
想一想
燃料完全燃烧放出的能 量都到哪里去了
散热、克服摩擦损失
废气带走的能量
燃料完全燃烧放 出的能量
机械能
例：热机中燃料释放能量的主要走向示意图
废气排出带走的能 量
由于机械传动 等，克服摩擦 所消耗的能量
热机真 正转变为 对外做功
的部分
注：在热机的各种损失中，废气带走的能量最多
二、热机的效率 （ η）
1.定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃 烧放出的能量之比，叫做热机效率。
34
4、小林特别喜欢吃“糖炒栗子”他看到人们在
炒栗子的时候，往锅里加了一些“砂子”来炒，
填塞了栗子间的空隙，过一会儿，炒熟的栗子
又香又甜，他知道这是通过（ ）的方式来改
变栗子内能的，同时，燃烧焦炭是把焦炭的
（ ）能转化（ ）能，但是他不知道放“砂
子”的用处，你能猜出用砂子炒栗子的好处吗？
写出一个好处即可：（
当堂检测反馈
1、四口之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 )
A、液化石油气 B、煤气 C、烟煤 D、木柴
2、杯中的某种液体燃料，倒掉一半后，对 剩下的半杯液体描述不正确的是（A）
环境气温的办法:(
)。
36
固体燃料
气体燃料
液体燃料
燃料可分为三种
质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的 热量是不同的。
一、燃料的热值
1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与
其质量之比叫做这种燃料的热值。燃料的热值只
2、符号: q
与燃料的种类
3、单位： J/kg J/m3
有关，与燃料 的质量、是否
4、意义：
完全燃烧无关
表示燃料燃烧时放热本领的物理量。
造成污染的主要物质有：燃料里含 有杂质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化 硫、氮氧化物等，燃烧不完全还会产生一氧 化碳和粉尘。
四、内能的利用和环境保护
全世界因使用燃料，每年排入大气中的 有害物质，包括粉尘、二氧化硫等，达几亿 吨之多！
大气污染不但直接有害人体健康，而且 还会影响植物的生长，甚至影响全球的气候。 大气中的二氧化碳和氮氧化物经化学变化溶 于水后，会产生酸雨，危害农作物、森林和 湖泊中的生物。
5、热值在数值上等于
1kg某种燃料完全燃烧放出的热量
7、几种燃料的热值（焦/千克）
干木柴（约）1.2 ×107 木炭3.4 ×107 汽油4.6 ×107
烟煤（约）2.9 ×107 酒精3.0×107 氢1.4 ×108
无烟煤（约）3.4 ×107 柴油3.3 ×107 煤气（约）3.9 ×107 （J/m.3 ）
解析：选C。lkg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做
这种燃料的热值，必须加上“完全”两个字，故C错。
3.下列提高热机效率的方法中，不可行的 是（D ） A．减少各种热损失 B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦 C．充分利用废气的能量，如建热电站 D．采取少消耗总能量的办法
解析：选D。提高热机效率的方法是减少各种能量损失，充分利 用燃料放出的能量，减小摩擦，尽量少做额外功等。