九年級物理全冊 14.2 熱機的效率課件 新人教版.ppt

1、第2節(jié)熱機的效率,知識點一,知識點二,知識點一燃料的熱值 1.定義:我們把某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比,叫做這種燃料的熱值。 2.燃料的種類:固體燃料,如木柴、煤、蠟等;液體燃料,如汽油、柴油、航空煤油等;氣體燃料,如煤氣、天然氣、氫氣等。 3.單位:J/kg(或J/m3) 4.熱值的物理意義 熱值是燃料本身的一種特性,同種燃料的熱值不隨燃燒充分與否而變,不隨燃料質(zhì)量的大小而變,即每種燃料都有一個確定的熱值,不同燃料的熱值一般不同。,知識點一,知識點二,溫馨提示熱值是反映燃料燃燒釋放熱量的本領大小的物理量,所謂“完全燃燒”是指全部燒完的意思,即燃料的燃燒必須是與充足的氧氣發(fā)生完全氧化

2、反應,這是一個理想的燃燒過程,在實際中是難以實現(xiàn)的,所以計算出的理論值與實際有較大的差異(與實際燃燒條件有關)。,知識點一,知識點二,5.燃料完全燃燒放出熱量的計算公式:Q=qm。有的氣體燃料完全燃燒放出的熱量公式為Q=qV。Q:燃料燃燒放出的熱量。q:熱值。m:質(zhì)量。V:體積。 拓展歸納(1)熱值反映了燃料的一種性質(zhì),不同的燃料,熱值一般不同。它只與燃料的種類有關,與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒均沒有關系。 (2)定義式,q= ,推導式,Q=mq,m= 。Q表示燃料完全燃燒放出的熱量,單位是J,m表示燃料的質(zhì)量,單位是kg,q表示燃料的熱值,單位是J/kg;若燃料熱值的單位是J/m3

3、,則計算燃料完全燃燒放出的熱量時用公式Q=Vq。,知識點一,知識點二,例1下列關于熱值的說法正確的是() A.燃料越多,它的熱值就越大 B.燃料燃燒時放出的熱量越多,它的熱值就越大 C.相同質(zhì)量的燃料,完全燃燒時放出的熱量越多,熱值越大 D.同一種燃料,燃燒的情況不同,它的熱值就不一樣 解析:熱值是燃料的一種特性,它的大小與燃料自身有關,與燃料的質(zhì)量、燃燒狀況、燃燒時放出的熱量無關。同種燃料熱值相同,不同的燃料熱值一般不同。故A、B、D均不正確。 答案:C,知識點一,知識點二,知識點二熱機的效率 1.燃料的利用率: (1)影響燃料有效利用的因素 一是燃料不可能完全燃燒;二是燃料燃燒放出的熱量只

4、有一部分被有效利用。 (2)爐子的效率 爐子有效利用的熱量(水吸收的熱量)與燃料完全燃燒放出的熱量的比值叫爐子的效率。,一般小型鍋爐的熱效率在60%左右,現(xiàn)代大型鍋爐的熱效率在90%左右。,知識點一,知識點二,拓展歸納提高燃料的利用率的方法:(1)使煤充分燃燒:將煤磨成煤粒,加大送風量。(2)加大受熱面積,減少煙氣帶走的熱量。,2.熱機的效率: (1)熱機燃料燃燒放出的熱量走向示意圖:,知識點一,知識點二,(2)熱機的效率 定義:用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的熱量之比,叫熱機的效率。,熱機的效率總是小于1的原因: 因為熱機在工作過程中,必須要消耗一部分的能量,用來克服摩擦做功,同

5、時空氣的熱傳導也會消耗一部分能量,嚴格起來講,熱機的效率甚至很難達到60%。,知識點一,知識點二,拓展歸納提高熱機效率的方法: a.加強技術創(chuàng)新,采用先進的工藝和技術設計制造熱機; b.使燃料在汽缸內(nèi)充分燃燒; c.盡量減少各種熱量散失; d.使用時,注意保養(yǎng),定期檢查,保證良好的潤滑,減少因克服摩擦做功而消耗的能量。,知識點一,知識點二,例2某省今年再次出現(xiàn)大面積干旱,各地都在使用抽水機引水灌溉。某抽水機在2 h內(nèi)把1.8106 kg的水提升了6 m流入溝渠,再去灌溉農(nóng)田。(g取10 N/kg)求: (1)此抽水機2 h做了多少有用功? (2)此抽水機的有用功率是多少? (3)帶動抽水機的動

6、力裝置為柴油機,2小時燃燒的柴油為5 L。則抽水機的效率為多少?(柴油取0.8103 kg/m3,q柴油取4107 J/kg),解析:(1)抽水機對水做功 W有用=Gh=mgh=1.8106 kg10 N/kg6 m=1.08108 J;,知識點一,知識點二,m=柴油V=0.8103 kg/m3510-3 m3=4 kg, 5 L柴油完全燃燒放出的熱量 Q放=mq=4 kg4107 J/kg=1.6108 J, 抽水機的效率,答案:(1)1.08108 J(2)15 kW(3)67.5%,考點一,考點二,考點一燃料的熱值與熱量計算 例1(2016江蘇宿遷中考)某太陽能熱水器中裝有40 kg的水

7、,陽光照射一段時間后,水溫從10 升高到60 ,已知c水=4.2103 J/(kg)。求: (1)熱水器中的水所吸收的熱量。 (2)如果水吸收的熱量由天然氣來提供,需要完全燃燒多少立方米的天然氣?(天然氣的熱值取4.2107 J/m3,假設天然氣完全燃燒放出的熱量全部被水吸收) 解析:(1)熱水器中水吸收的熱量Q=cm(t-t0)=4.2103 J/(kg)40 kg(60 -10 )=8.4106 J。 (2)天然氣完全燃燒放出的熱量Q放=Q吸=8.4106 J,因為Q放=Vq,所以,天然氣的體積V= =0.2 m3。 答案:(1)8.4106 J(2)0.2 m3,考點一,考點二,考點一,

8、考點二,考點二熱機的效率 例2(2016山東德州中考)天然氣灶使用方便、經(jīng)濟環(huán)保。如圖所示,在標準大氣壓下,天然氣灶將一壺質(zhì)量為3 kg、溫度為20 的水加熱至沸騰,大約需要10 min,已知水的比熱容為4.2103 J/(kg),天然氣的熱值取3.5107 J/m3。求: (1)水吸收的熱量; (2)若天然氣完全燃燒放出的熱量60%被水吸收,燒開這壺水需要多少天然氣?,考點一,考點二,解析:(1)在標準大氣壓下,水沸騰時的溫度t=100 ,水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)=4.2103 J/(kg)3 kg(100 -20 )=1.008106 J。,答案:(1)1.008106 J(2)4.810-2 m3,考點一,考點二,P26動手動腦學物理 1.1.8104 J0.39 g相當于12粒藥片 解析:他從1樓步行到11樓克服重力做的功 W=Gh=mgh=60 kg10 N/kg310 m=1.8104 J; 由題意知Q油放=W=1.8104 J,又Q油放=mq,=0.39 g,大約相當于12粒藥片的質(zhì)量(一般抗生素一粒藥的成分多為0.25 g或0.5 g),2.3.8倍相關計算見解析 解析:干木柴的熱值約為1.2107 J/kg, 煤油的熱值約為4.6107 J/kg, 由Q木柴=Q煤油,即q木柴m木柴=q煤油m煤油,3.5.810