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人教版九年级全册第十四章 内能的利用第2节 热机的效率优秀课件ppt
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这是一份人教版九年级全册第十四章 内能的利用第2节 热机的效率优秀课件ppt，共29页。PPT课件主要包含了CONTENTS，课堂引入，天然气，课堂活动，典例分析，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
思考：我们知道汽油机用汽油做燃料、柴油机用柴油做燃料。那我们生活中经常用到的燃料还有哪些呢？
日常生活中常用到的燃料有哪些？
而火箭大多用液氢作为燃料，这又是为什么呢？
1.不同场合为什么要使用不同燃料？2.我们如何区分不同燃料燃烧放热能力？3.燃料燃烧后产生的热量会有一部分流失掉，燃料的使用效率又如何表示呢？
1.知道热值的概念；2.会进行热值的简单计算；3.了解热机效率的概念以及提高热机效率的途径；4.会进行热机效率的简单计算。
经验告诉我们，等质量的不同燃料，充分燃烧后，所放出的热量要不同。我们用“热值”来表示燃料放出热量的本领。
（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。
（2）物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
其中，Q放-燃料完全燃烧放出的热量（J）；m-燃料质量（kg）；q-燃料的热值（J/kg）。
燃料燃烧放出热量的计算：
固体燃料、液体燃料的热值以“J/kg”为单位，而气体燃料的热值以“J/m3”为单位，因此，计算公式略有差异：Q=mq适用于固体、液体燃料放热计算，Q=Vq适用于气体燃料的放热计算，其中V为气体燃料的体积。
对于热值的理解，我们要抓住三个关键词：“某种燃料”、“完全燃烧”、“热量与其质量之比”。
①“某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关，反映了燃料的燃烧特性、化学能转化成的内能的本领大小.
②“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽.某种燃料，只有在完全燃烧时放出的热量与质量之比才是这种燃料的热值，如果用没有完全燃烧放出的热量计算出的热值就比实际值小.
③“热量与其质量之比”可以理解为热值是针对一定质量的燃料而言的，如果同种燃料的质量不同，则完全燃烧时放出的热量大小不同.
常用燃料的热值见下表：
热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量或体积、是否燃烧、是否完全燃烧无关。
1. 热值的大小只与燃料种类有关；2. 不同燃料的热值一般不同；3. 氢的热值最大。
热值是一个理论值，只有燃料充分燃烧，放出的热量才等于利用公式计算得出的热量。因为燃料不可能完全燃烧，所以放出的热量会比理论值稍小。但燃料的热值不会改变。
1.一次实验中，燃烧酒精42g，如果酒精完全燃烧，则能释放多少热量？若这些热量被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=3.0×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)］
解：Q放 = m酒精q = 42×103kg×3.0×107J/kg=1.26×106J 由Q放 = Q吸 = cm水Δt，得：即酒精完全燃烧释放的热量是1.26×106J，水的温度能上升30℃。
2.某校每天将1000kg、20℃的水烧开供师生饮用。（1）每天烧开这些水至少需要多少热量？（2）若烧开水的炉子用干木材作燃料，则每天至少需要多少干木材？ c水=4.2×103 J/(kg·℃)，q干木材=1.2×107J/kg,水的沸点100℃
【解析】（1）每天烧开水至少需要的热量：
得，每天所需要的干木材：
【答案】（1）3.36×108J（2）28kg。
燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小，例如用煤烧水。
高温的空气带走很大一部分热量，该部分热量直接散失掉
用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。
提高燃料利用率的途径
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，使之更充分燃烧）。②减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）。
物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。
热机效率不可能达到100%：因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失以及燃烧条件的限制，这部分能量远远小于燃料完全燃烧所放出的总能量，所以与总能量的比值必然小于1，即热机效率总小于100%。
如何提高热机效率：（1）使燃料充分燃烧；（2）尽量减少各种热量损失；（3）在热机的设计和制造上采用先进的技术；（4）注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
为体现低碳经济的理念，上海世博会充分利用太阳能发电技术，其主题馆屋面太阳能板的面积达3×104m2，年发电量1.08×1013J。若这些电能由火力发电站提供（煤的热值为3×107J/kg，煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%），则仅此一项每年可节约煤炭的质量为（ ）。A．2.0×104kg B．1.2×105kg C．3.6×105kg D．1.2×106kg
目前石油、煤炭消耗量的迅速增长，易导致能源危机。因此，开发和利用新能源，成为全世界最为关注的问题之一。小明家的太阳能热水器内装有100kg、25℃的水，经过一天照射后，温度升高了50℃。则水吸收的热量及至少可以节约煤的质量分别是（ ）。[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），煤的热值是3.0×107J/kg]A．1.05×107J，0.35kg B．2.1×107J，0.35kgC．1.5×107J，0.7kg D．2.1×107J，0.7kg
如图，为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（ ）。A. B. C. D.
关于热机，下列说法正确的是（ ）。A.改进技术，能使热机的效率达到100% ；B.柴油机的压缩冲程使得气缸内的气体内能减小；C.利用循环水可为热机降温，主要是利用水蒸发时吸热的特性；D.汽油机除了做功冲程外，其他三个冲程都依靠飞轮的惯性完成
1.若一辆小汽车一年行驶一万公里，消耗1t汽油，这次汽油完全燃烧放出__________J的热量；某次行驶过程中，该汽车汽油机曲轴的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做功________次(q汽=4.6×107J/kg)。2.如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的硝化棉被点燃。此过程是通过________的方式增加了筒内空气的内能，能量转化方式与汽油机的________冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2 kg汽油，对外做功为2.3×107 J，则汽油机的效率是________(汽油热值为4.6×107 J/kg)。
3. 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？相当于多少千克木柴完全燃烧放出的热量？（q气为7.5×107J/m3， q柴为1.0×107J/kg）4.下列关于热值和热机效率说法，正确的是（ ）。A. 使燃料燃烧更充分，可以增大热值；B. 使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率；C. 柴油机的热机效率通常为100%；D. 燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
思考：我们知道汽油机用汽油做燃料、柴油机用柴油做燃料。那我们生活中经常用到的燃料还有哪些呢？
日常生活中常用到的燃料有哪些？
而火箭大多用液氢作为燃料，这又是为什么呢？
1.不同场合为什么要使用不同燃料？2.我们如何区分不同燃料燃烧放热能力？3.燃料燃烧后产生的热量会有一部分流失掉，燃料的使用效率又如何表示呢？
1.知道热值的概念；2.会进行热值的简单计算；3.了解热机效率的概念以及提高热机效率的途径；4.会进行热机效率的简单计算。
经验告诉我们，等质量的不同燃料，充分燃烧后，所放出的热量要不同。我们用“热值”来表示燃料放出热量的本领。
（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。
（2）物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
其中，Q放-燃料完全燃烧放出的热量（J）；m-燃料质量（kg）；q-燃料的热值（J/kg）。
燃料燃烧放出热量的计算：
固体燃料、液体燃料的热值以“J/kg”为单位，而气体燃料的热值以“J/m3”为单位，因此，计算公式略有差异：Q=mq适用于固体、液体燃料放热计算，Q=Vq适用于气体燃料的放热计算，其中V为气体燃料的体积。
对于热值的理解，我们要抓住三个关键词：“某种燃料”、“完全燃烧”、“热量与其质量之比”。
①“某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关，反映了燃料的燃烧特性、化学能转化成的内能的本领大小.
②“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽.某种燃料，只有在完全燃烧时放出的热量与质量之比才是这种燃料的热值，如果用没有完全燃烧放出的热量计算出的热值就比实际值小.
③“热量与其质量之比”可以理解为热值是针对一定质量的燃料而言的，如果同种燃料的质量不同，则完全燃烧时放出的热量大小不同.
常用燃料的热值见下表：
热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量或体积、是否燃烧、是否完全燃烧无关。
1. 热值的大小只与燃料种类有关；2. 不同燃料的热值一般不同；3. 氢的热值最大。
热值是一个理论值，只有燃料充分燃烧，放出的热量才等于利用公式计算得出的热量。因为燃料不可能完全燃烧，所以放出的热量会比理论值稍小。但燃料的热值不会改变。
1.一次实验中，燃烧酒精42g，如果酒精完全燃烧，则能释放多少热量？若这些热量被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=3.0×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)］
解：Q放 = m酒精q = 42×103kg×3.0×107J/kg=1.26×106J 由Q放 = Q吸 = cm水Δt，得：即酒精完全燃烧释放的热量是1.26×106J，水的温度能上升30℃。
2.某校每天将1000kg、20℃的水烧开供师生饮用。（1）每天烧开这些水至少需要多少热量？（2）若烧开水的炉子用干木材作燃料，则每天至少需要多少干木材？ c水=4.2×103 J/(kg·℃)，q干木材=1.2×107J/kg,水的沸点100℃
【解析】（1）每天烧开水至少需要的热量：
得，每天所需要的干木材：
【答案】（1）3.36×108J（2）28kg。
燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小，例如用煤烧水。
高温的空气带走很大一部分热量，该部分热量直接散失掉
用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。
提高燃料利用率的途径
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，使之更充分燃烧）。②减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）。
物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。
热机效率不可能达到100%：因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失以及燃烧条件的限制，这部分能量远远小于燃料完全燃烧所放出的总能量，所以与总能量的比值必然小于1，即热机效率总小于100%。
如何提高热机效率：（1）使燃料充分燃烧；（2）尽量减少各种热量损失；（3）在热机的设计和制造上采用先进的技术；（4）注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
为体现低碳经济的理念，上海世博会充分利用太阳能发电技术，其主题馆屋面太阳能板的面积达3×104m2，年发电量1.08×1013J。若这些电能由火力发电站提供（煤的热值为3×107J/kg，煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%），则仅此一项每年可节约煤炭的质量为（ ）。A．2.0×104kg B．1.2×105kg C．3.6×105kg D．1.2×106kg
目前石油、煤炭消耗量的迅速增长，易导致能源危机。因此，开发和利用新能源，成为全世界最为关注的问题之一。小明家的太阳能热水器内装有100kg、25℃的水，经过一天照射后，温度升高了50℃。则水吸收的热量及至少可以节约煤的质量分别是（ ）。[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），煤的热值是3.0×107J/kg]A．1.05×107J，0.35kg B．2.1×107J，0.35kgC．1.5×107J，0.7kg D．2.1×107J，0.7kg
如图，为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（ ）。A. B. C. D.
关于热机，下列说法正确的是（ ）。A.改进技术，能使热机的效率达到100% ；B.柴油机的压缩冲程使得气缸内的气体内能减小；C.利用循环水可为热机降温，主要是利用水蒸发时吸热的特性；D.汽油机除了做功冲程外，其他三个冲程都依靠飞轮的惯性完成
1.若一辆小汽车一年行驶一万公里，消耗1t汽油，这次汽油完全燃烧放出__________J的热量；某次行驶过程中，该汽车汽油机曲轴的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做功________次(q汽=4.6×107J/kg)。2.如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的硝化棉被点燃。此过程是通过________的方式增加了筒内空气的内能，能量转化方式与汽油机的________冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2 kg汽油，对外做功为2.3×107 J，则汽油机的效率是________(汽油热值为4.6×107 J/kg)。
3. 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？相当于多少千克木柴完全燃烧放出的热量？（q气为7.5×107J/m3， q柴为1.0×107J/kg）4.下列关于热值和热机效率说法，正确的是（ ）。A. 使燃料燃烧更充分，可以增大热值；B. 使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率；C. 柴油机的热机效率通常为100%；D. 燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
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