新人教版九年级物理第十四章第二节《热机的效率》课件.ppt

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1、复习内燃机的定义与分类。内燃机的定义与分类。内燃机的四个冲程以及各个冲程的能量是内燃机的四个冲程以及各个冲程的能量是如何转化的。如何转化的。在四个冲程中你认为有哪些热量损失？在四个冲程中你认为有哪些热量损失？第十四章内能的利用第十四章内能的利用第第2 2节节热机的效率热机的效率它们都离不开燃料。它们都离不开燃料。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。燃料的热值燃料的热值 人类在原始社会就知道人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖燃烧柴薪来取暖、烧饭烧饭。在现代社会，人类所用的能量很大一。在现代社会，人类所用的能量很大一部分依然是从部分依然是从燃料的燃烧中获

2、得燃料的燃烧中获得的。的。 燃料的燃料的种类种类很多，很多，固体燃料固体燃料有木柴、煤等，有木柴、煤等，液体燃料液体燃料有汽油、酒精等，有汽油、酒精等，气体燃料气体燃料有煤气、有煤气、天然气等（图天然气等（图14.2-114.2-1）。根据你的经验，）。根据你的经验，相同相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是是相相同同？要找出事实来支持你的观点，并进行分析。？要找出事实来支持你的观点，并进行分析。小结：质量相等的不同燃料在完全燃烧时所小结：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。放出的热量是不同的。固体燃料固体燃料: :液体燃料液体燃料: :

3、气体燃料气体燃料: :1 1、燃料的燃料的种类种类木柴、煤、秸杆木柴、煤、秸杆汽油、柴油汽油、柴油、酒精酒精煤气、天然气、液化气煤气、天然气、液化气一、燃料的热值一、燃料的热值2 2、我们把、我们把某种燃料某种燃料完全燃烧完全燃烧时所放出的热量时所放出的热量与其质量之比叫做燃料的热值。用与其质量之比叫做燃料的热值。用q q表示。表示。 3、热值在、热值在数值上数值上等于等于1 kg 某种燃料某种燃料完完全燃烧全燃烧放出的热量。放出的热量。1 1定义定义：把：把1kg1kg某种燃料在某种燃料在完全燃烧完全燃烧时所时所放出的热量叫做放出的热量叫做燃料的热值燃料的热值。2 2符号符号：q 3 3单位

4、单位： J/kg （J/m3）固体和固体和液体燃液体燃料料气体气体燃料燃料 热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小的物理量，能的本领的大小的物理量，5热值是燃料热值是燃料属性属性，与质量无关。，与质量无关。二燃料的热值（二燃料的热值（q） ：4、意义、意义：3.4107J/kg：表示：表示1kg的煤在完的煤在完全燃烧时所放出的热量为全燃烧时所放出的热量为3.4107J。Q：燃料完全燃烧释放：燃料完全燃烧释放的热量的热量：燃料的热值：燃料的热值：燃料的质量：燃料的质量V：气体燃料的体积：气体燃料的体积固体和液体燃料气体燃料5 5、单位：、单位：焦每千克

5、焦每千克 ，符号：，符号：J/kg 焦每立方米，符号：（焦每立方米，符号：（J/m3）4、燃料完全燃烧放出热燃料完全燃烧放出热量的计算量的计算Q放放=mq （液体和固体）（液体和固体） Q放放=Vq (气体气体)煤油煤油 4.6107木炭木炭 3.4107汽油汽油 4.6107无烟煤无烟煤 约约3.4107氢气氢气 1.4108石油石油 4.4107焦炭焦炭 3.0107天然气（天然气（7.18.8)107柴油柴油 4.3107烟煤烟煤 约约2.9107煤气煤气 约约3.9107酒精酒精 3.0107干木柴干木柴 约约1.2107气体气体液体液体固体固体常用燃料的热值（单位：常用燃料的热值（单

6、位：J/kg J/kg J/mJ/m3 3 ）阅读：阅读：P 23一些燃料的热值一些燃料的热值。你有什么收获？你有什么收获？沼气沼气 约约1.9107J/mJ/m3 32kg的煤完全燃烧放出多少热量？ 6、热值是燃料的一种特性，其大小只与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）、燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关。是否完全燃烧无关。反映燃料燃烧时化学能转化为内能的反映燃料燃烧时化学能转化为内能的 本领的大小的物理量。本领的大小的物理量。7、物理意义、物理意义:干木柴的热值是干木柴的热值是1.2l07焦物理意焦物理意义是义是_ _。完全燃烧完全燃烧

7、2kg干木柴放出的热量是干木柴放出的热量是 J,煤气煤气: 3.9107J/m3物理意义物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3.9107J火箭为什么用氢气做原料？火箭为什么用氢气做原料？1千克干木柴完全燃烧时放出的热量是千克干木柴完全燃烧时放出的热量是1.2107J2.41071.1.关于燃料的热值正确的是（关于燃料的热值正确的是（ ）A A燃料的热值与燃料的燃烧程度有关燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B B燃料的热值与燃料的种类有关燃料的热值与燃料的种类有关C C燃料的热值与燃料的多少有关燃料的热值与燃料的多少有关 D D燃料的热值与上面三个因素都有关

8、燃料的热值与上面三个因素都有关解析：解析：选选B B。热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的。热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系。种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系。B燃料燃烧放热计算：燃料燃烧放热计算：例例1 1、小明某次用火炉烧水时，共消耗了、小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg1.5kg的烟煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的烟煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的热量（烟煤的热值的热量（烟煤的热值q=2.7q=2.710107 7J/kg)?J/kg)?解：解：Q=mq=1.5kg2.7107J/kg =4.05107J答：这

9、些煤完全燃烧放出的热量为答：这些煤完全燃烧放出的热量为4.05107JQ=mq例例2 2、用家用燃气热水器烧水洗澡，假如、用家用燃气热水器烧水洗澡，假如洗一次澡要用掉天然气洗一次澡要用掉天然气0.14m0.14m3 3. .问问: :完全燃烧这么多的天然气能放出多少完全燃烧这么多的天然气能放出多少焦的热量？焦的热量？(q=8(q=810107 7焦耳焦耳/ /米米3 3) )解：解：Q=Vq= 0.14m 0.14m3 3 8 810107 7J/m m3 3 =1.12107J练习练习: 1. 完全燃烧完全燃烧15千克热值是千克热值是 3.4107J/Kg的的木炭木炭，能产生多少热量？，能产

10、生多少热量？7想要获得这些热量想要获得这些热量, ,需要完全燃烧多少千克氢需要完全燃烧多少千克氢气气?(q?(q氢氢=1.4 =1.4 10108 8J/Kg)J/Kg)例题：完全燃烧例题：完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值克焦炭（焦炭的热值q为为3.0107J/kg)能放出多少热量？能放出多少热量？已知已知：m=0.14kg q焦炭焦炭= 3.0107J/kg 求求：Q若用沼气燃烧放出相同热量，需要多少沼气？若用沼气燃烧放出相同热量，需要多少沼气？例题例题3、把、把5kg的的40的水烧开，水需要吸收的水烧开，水需要吸收多少热量？需要完全燃烧多少多少热量？需要完全燃烧多少kg的干木柴？的干木柴？

11、（干木柴的热值为（干木柴的热值为1.2107J/kg，外界为标准，外界为标准大气压，燃料完全燃烧放出的全部被水吸收）大气压，燃料完全燃烧放出的全部被水吸收）解：解：Q吸吸=cm（t-t0）=4200J/(kg0C)5kg600C=1.26 106J；Q放放Q吸吸m1=Q放放/q=1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg例题例题4、把、把10kg40的水烧开，需要完全的水烧开，需要完全燃烧多少燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的的干木柴？（已知干木柴的热值为热值为1.2107J/kg，外界为标准大气压，外界为标准大气压，并且并且燃料完全燃烧放出的热量有燃料完全燃烧放出的热量有50被被

12、水吸收水吸收）请计算：干木柴烟煤汽油讨论交流讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？藏的化学能全部用来对外做有用功呢？由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放机械传热损失一部分能量热机真正转变为对外做功的部分废气排出带走的能量二、热机的效率二、热机的效率 由图可见，真正能转变为对外做有用功的能由图可见，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。三、热机的效率：三、热机的效率：1、定义：用来做、定义：用来做有用功有用功的那部分能量与燃的那部分

13、能量与燃料料完全燃烧完全燃烧放出来的能量放出来的能量之比之比称为称为热机效率热机效率。3、热机的效率是热机性能的重、热机的效率是热机性能的重要指标要指标燃放吸QQ4 4、能量损失、热机效率不高的原因、能量损失、热机效率不高的原因: : 1 1）燃料的不完全燃烧）燃料的不完全燃烧 2)2)气缸部件吸热后的热量散失气缸部件吸热后的热量散失 3)3)废气带走的热量废气带走的热量 4)4)克服摩擦做功而消耗的能量克服摩擦做功而消耗的能量5、提高热机的效率的途径？、提高热机的效率的途径？（1 1）使燃料充分燃烧）使燃料充分燃烧; ;（2 2）设法利用废气的能量；）设法利用废气的能量；（3 3）尽量减少各

14、种热量损失；）尽量减少各种热量损失；（4 4）在热机的设计和制造上采用先进的技术；）在热机的设计和制造上采用先进的技术；（5 5）注意保养，保证良好的润滑，减少因克）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。服摩擦阻力而额外消耗的能量。各种热机的效率各种热机的效率:蒸汽机蒸汽机:615汽油机：汽油机：2030柴油机：柴油机：3045飞机上的喷气式发动机：飞机上的喷气式发动机：5060检测练习检测练习 用煤气灶把用煤气灶把1kg1kg、初温为、初温为2020的水烧的水烧到到7070，消耗了，消耗了10g10g煤气已知水的比热煤气已知水的比热容是容是4.24.210103 3J

15、/(kgJ/(kg)，煤气的热值为，煤气的热值为4.24.210107 7J/kgJ/kg，则水吸收的热量为，则水吸收的热量为 J J，煤气完全燃烧放出的热量为，煤气完全燃烧放出的热量为 J J，煤气灶烧水的效率为，煤气灶烧水的效率为 % %。想一想想一想热机的效率能达到热机的效率能达到100%吗？为什么？吗？为什么？不能达到不能达到100%，因为热机中可用于做有，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燃料条件的限制，一部分，因为各种热量损失以燃料条件的限制，这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完这部分能

16、量远远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即，即热机效率小于热机效率小于100%。环境保护环境保护 热机为人类的发展做出丑了重大贡献，但热机为人类的发展做出丑了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题：也带来了许多环境污染问题：1.对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死.2.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长.3.破坏土壤、植被、森林.4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍.酸雨的危

17、害结束讨论交流讨论交流 如何保护我们的环境？如何保护我们的环境？1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;2.集中供热；集中供热；3.改用气体燃料，普及煤气和天然气；改用气体燃料，普及煤气和天然气；4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。充分开发利用污染少和无污染的新能源。当堂检测反馈当堂检测反馈1、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约均月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约千克，烟煤约80千千克，液化石油气约克，液化石油气约30千克，煤气约千克，煤气约60千克。这四千克。这四种燃料中的热值最高的是种燃

18、料中的热值最高的是( ）A、液化石油气、液化石油气B、煤气、煤气C、烟煤、烟煤D、木柴、木柴A2、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，、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（）这是因为液态氢具有（）A、较小的质量、较小的质量B、较小的密度、较小的密度C、较大、较大的比热容的比热容D、较大的热值、较大的热值D3、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型、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号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧，在柴油机内完全燃烧2千克千克柴油能放热柴油能放热 J，这些热通过柴油机的转化能对，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功外做有

19、用功 J。（柴油的热值为（柴油的热值为3.3107J/kg4、完全燃烧、完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为克焦炭（焦炭的热值为3.0107J/kg)能放出多少热量？若这些热量的能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使被水吸收，则能使30kg 、20的水温度升的水温度升高到多少度？高到多少度？6.61071.98107洛杉机光化学烟雾事件洛杉机光化学烟雾事件首先，什么是光化学烟雾呢首先，什么是光化学烟雾呢? ?氮氧化物、烃类等一次污染氮氧化物、烃类等一次污染物在阳光紫外线的作用下发生一系列光化学反应，生成臭氧物在阳光紫外线的作用下发生一系列光化学反应，生成臭氧( (占产物占产物85%8

20、5%以上以上) )、过氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、过氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、酮类和有机酸等二次污染物，这些一次污染物和二次污染物形酮类和有机酸等二次污染物，这些一次污染物和二次污染物形成的混合物称为光化学烟雾，它呈浅兰色、有刺激性和很强的成的混合物称为光化学烟雾，它呈浅兰色、有刺激性和很强的氧化性，可造成人类及动植物疾病、建筑物毁坏等危害。氧化性，可造成人类及动植物疾病、建筑物毁坏等危害。洛杉机光化学烟雾事件是指洛杉机光化学烟雾事件是指4040年代初期至年代初期至5050年代，发生于年代，发生于美国洛杉机市的一系列光化学烟雾事件的总称。该市临海依山，美国洛杉机市的一系列光化学烟

21、雾事件的总称。该市临海依山，处于处于5050公里长的盆地中，一年有公里长的盆地中，一年有300300天出现逆温天出现逆温( (即大气层某一即大气层某一高度上的温度不随高度递减，出现反常增加或不变。这会阻碍高度上的温度不随高度递减，出现反常增加或不变。这会阻碍大气向上的对流扩散和污染物的扩散大气向上的对流扩散和污染物的扩散) )，5 51010月阳光强烈。由月阳光强烈。由于大量汽车排放含氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等废气，于大量汽车排放含氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等废气，加之洛杉机市特殊的地理及气候条件，自加之洛杉机市特殊的地理及气候条件，自19431943年开始，形成了年开始，形成了多次

22、光化学烟雾事件。当地居民纷纷反应有眼睛或喉咙刺激，多次光化学烟雾事件。当地居民纷纷反应有眼睛或喉咙刺激，其中以其中以19521952年的一次最为严重，大批居民发生眼睛红肿、喉痛、年的一次最为严重，大批居民发生眼睛红肿、喉痛、咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功能衰竭，导致近咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功能衰竭，导致近400400位位6565岁以上老人死亡。此外，植物大面积死亡，车祸增多。岁以上老人死亡。此外，植物大面积死亡，车祸增多。 发射卫星的火箭燃料要体积小，重量轻，但发出的发射卫星的火箭燃料要体积小，重量轻，但发出的热量要大，这样才能减轻火箭的重量，使卫星快速热量要大，这样才能减轻火箭的重量，使卫星快速地送上轨道。液体燃料放出的能量大，产生的推力地送上轨道。液体燃料放出的能量大，产生的推力也大；而且这种燃料比较容易控制，燃烧时间较长，也大；而且这种燃料比较容易控制，燃烧时间较长，因此，发射卫星的火箭大都采用液体燃料。因此，发射卫星的火箭大都采用液体燃料。 体会与收获体会与收获 通过学习通过学习,你有何体会与收获你有何体会与收获?