熱機(jī)的效率精品課件PPT課件

1、導(dǎo)入新課 它們都離不開燃料。 燃料燃燒的過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的過程。第1頁/共30頁1、你知道的燃料有哪些,它們分別屬于哪一類？ 常見的燃料有煤、石油（加工煉制成汽油、煤油、柴油和液化氣等）、天燃?xì)獾?，農(nóng)村還用草木等植物的秸桿作燃料.燃料可分為三種： 固體燃料、氣體燃料、液體燃料液體燃料固體燃料氣體燃料思考討論第2頁/共30頁2、我們要燒開同一壺水，現(xiàn)有三種燃料：干草、木柴、煤炭，用哪種燃料用量最少？ (為什么提供相同的能量)不同燃料所需的量不同？質(zhì)量相等的不同燃料在完全燃燒時(shí)所放出能量的本領(lǐng)不同.第3頁/共30頁想一想 燃料的種類很多，固態(tài)燃料有木柴、煤等，液體燃料有汽油、酒精等，氣體燃料

2、有煤氣、天然氣等.根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)，相同質(zhì)量的不同燃料，燃燒時(shí)放出的熱量是不是相同？要找出事實(shí)來支持你的觀點(diǎn)，并進(jìn)行分析. 相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，燃燒時(shí)放出的熱量是不同的.如，同樣燒熟一餐飯，用煤氣較少，用煤較多，用干木柴更多，農(nóng)村用莊稼秸稈要一大堆.第4頁/共30頁 燃料的燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)，燃燒過程中，儲存在燃料中的化學(xué)能被釋放，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。相同質(zhì)量的不同燃料燃燒放出的熱量是不同的。 熱值：指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)完全燃 燒所放出的熱量。其符號是 q 。 熱值單位：J / kg ( 或 J / m3 )一.燃料的熱值第5頁/共30頁小資料一些燃料的熱值燃料熱值 J/kg燃料熱值 J/kg干木柴約1.

3、2107柴油4.3107煙煤約2.9107煤油4.6107無煙煤約3.4107汽油4.6107焦炭3.0107氫1.4108木炭3.4107煤氣約3.9107J/m3酒精3.0107沼氣約1.9107J/m3第6頁/共30頁煤氣: 3.9107J/m3物理意義:1立方米煤氣完全燃燒時(shí)放出的熱量是3.9107J 熱值是燃料的一種特性，其大小只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量（體積）、是否燃燒、是否完全燃燒無關(guān)。 固體或液體燃料： Q放 = mq 氣體燃料： Q放 = Vq木炭: 3.4107J/kg物理意義:1千克木炭完全燃燒時(shí)放出的熱量是3.4107J第7頁/共30頁1.關(guān)于燃料的熱值正確的是【

4、 】A.燃料的熱值與燃料的燃燒程度有關(guān) B.燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)C.燃料的熱值與燃料的多少有關(guān) D.燃料的熱值與上面三個(gè)因素都有關(guān)B2.小明某次用火爐燒水時(shí)，共消耗了1.5 kg的煙煤，試計(jì)算這些煙煤完全燃燒放出多少焦的熱量（ 煙煤的熱值 q = 2.7107 J / kg )?解： m 1.5 kg q 2.7 107 J / kg 由 Q mq 可得： Q mq 1.5 kg 2.7 107 J / kg4.05 107 J練一練第8頁/共30頁3. 用家用燃?xì)鉄崴鳠丛?，假如洗一次澡要用掉天然?0.14 m3 。問:完全燃燒這么多的天然氣能放出多少焦的熱量？( q 8 107

5、 J / m3 )解： V 0.14 m3 q 8 107 J / m3 由 Q Vq 可得： Q Vq 0.14 m3 8 107 J / m3 1.12 109 J答：完全燃燒這么多的天然氣能放出1.12 109 J的熱量.第9頁/共30頁觀 察第10頁/共30頁散熱、克服摩擦損失廢氣帶走的能量 在內(nèi)燃機(jī)中燃料不能完全燃燒。燃料燃燒釋放的能量主要去向是：廢氣帶走一部分熱量；克服機(jī)械摩擦損失一部分能量；散熱損失一部分熱量；一部分轉(zhuǎn)化為有用的機(jī)械能。想想議議 在內(nèi)燃機(jī)中燃料是否能夠完全燃燒？燃料燃燒釋放的能量都到哪里去了？第11頁/共30頁廢氣內(nèi)能散熱損失機(jī)械損失有用機(jī)械能高溫高壓 燃?xì)馊剂贤?/p>

6、全燃燒放出的能量1.燃料很難完全燃燒實(shí)際放出熱量 計(jì)算熱量2.有效利用熱量 放出熱量二.熱機(jī)的效率第12頁/共30頁化學(xué)能（100 ）內(nèi)能機(jī)械能燃燒不完全損失的能量廢氣帶走的能量克服摩擦損失的能量電流通過導(dǎo)線時(shí)發(fā)熱損失的能量散熱損失的能量發(fā)電機(jī)蒸氣輪機(jī)鍋爐散熱損失的能量克服摩擦損失的能量電能（30）火電站能流圖第13頁/共30頁 由圖可知，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν庾鲇杏霉Φ哪芰恐皇侨剂先紵龝r(shí)所釋放能量的一部分。 蒸氣機(jī)效率最低：6%15%；汽油機(jī)效率：20%30%；柴油機(jī)效率：30%45%。 熱機(jī)效率： 用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。%100放有用QW第14頁/共30頁用天然氣

7、灶燒水，燃燒1m3的天然氣，使100kg的水從20升高到70.（天然氣熱值3.2107J/m3）求：（1）天然氣完全燃燒放出熱量.（2）水吸收的熱量.（3）天然氣灶的效率.例 題第15頁/共30頁解：(1) V 1m3 q 3.2 107 J / m3 由 Q Vq 可得： Q放 Vq 1m3 3.2 107 J / m3 3.2 107 J(2) C 4.2103J/(kg) m 100kg t702050 由 Q吸 Cm t可得： Q吸 4.2103J/(kg) 100kg 50 2.1 107 J(3)答：（略）65.6%100J102 . 3J101 . 2%10077放有用QW第16

8、頁/共30頁1.熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo).如：兩輛排量相同的小汽車，以相同的速度行駛相同的路程，耗油少的那輛，汽油機(jī)的效率高，性能好.2.能量損失、熱機(jī)效率不高的原因: 燃料的不完全燃燒 氣缸部件吸熱后的熱量散失 廢氣帶走的熱量 克服摩擦做功而消耗的能量注 意第17頁/共30頁3.提高熱機(jī)效率的途徑和節(jié)能方法： 盡量使燃料充分燃燒（把煤磨成煤粉或煤粒，加大與氧氣的接觸面積） 保證良好潤滑減少摩擦； 盡量降低各種熱損失；（尾氣、缸體等） 在熱機(jī)的各種損失中，廢氣帶走的能量最多，設(shè)法利用廢氣的能量是提高燃料利用率的重要措施。（熱電站）第18頁/共30頁 煤、石油、天然氣等燃料的利用，使人

9、們獲得大量內(nèi)能，給人類文明帶來進(jìn)步.同時(shí)也造成環(huán)境污染，給人們帶來危害. 造成污染的主要物質(zhì)有：燃料里含有雜質(zhì)，致使燃燒生成的氣體中含有二氧化硫、氮氧化物等，燃燒不完全還會產(chǎn)生一氧化碳和粉塵. 工業(yè)企業(yè)、交通運(yùn)輸工具，家庭爐灶和取暖設(shè)備，它們排放的煙塵是大氣污染的主要來源. 保護(hù)環(huán)境的有效方法：改進(jìn)燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置，采取集中供熱，普及煤氣和天然氣的使用.內(nèi)能的利用和環(huán)境保護(hù)第19頁/共30頁1.下列提高熱機(jī)效率的方法中，不可行的是【 】 A.減少各種熱損失 B.加潤滑油減少機(jī)器各部件之間的摩擦 C.充分利用廢氣的能量，如建熱電站 D.采取少消耗總能量的辦法2.要提高熱機(jī)效率，下列哪種

10、做法在理論上是不正確的？【 】 A.盡量保持機(jī)件之間良好的潤滑 B.盡量減少機(jī)器的散熱損失 C.盡量減少廢氣帶走的內(nèi)能 D.盡量減少曲軸傳給飛輪的機(jī)械能DC練一練第20頁/共30頁動手動腦學(xué)物理1. 汽油的熱值為4.6107J/kg.這個(gè)數(shù)值究竟有多大？有人通過一個(gè)具體的例子來認(rèn)識汽油熱值的大小：一個(gè)60kg的人，從大廈的1樓步行到第11樓（走了10層樓），每層樓的層高為3m，他克服重力做了多少焦耳的功？如果汽油完全燃燒獲得熱量的焦耳數(shù)和這些功相等，需要汽油的質(zhì)量是多少？這大約相當(dāng)于生活中什么物體的質(zhì)量？第21頁/共30頁解： m 60kg g 10 N / kg 由 G mg 可得： G 6

11、0kg 10 N / kg 600N h 3m10 30m 由 W Gh 可得： W 600N 30m1.8104J Q放 W 1.8104J q 4.6107J/kg 由Q放 mq可得： 答：他克服重力做了1.8104J的功，大約需要汽油的質(zhì)量是0.39g，這大約相當(dāng)于生活中一粒藥片的質(zhì)量0.39gkg109 .3J/kg106 .4J108 .1474放汽油qQm第22頁/共30頁2. 如果燃燒干木柴跟燃燒煤油放出的熱量相等，干木柴的質(zhì)量應(yīng)該等于煤油質(zhì)量的幾倍？請列出相關(guān)計(jì)算式來說明理由.解： Q木柴放 Q煤油放 由Q放 mq可得： m木柴q 木柴 m煤油q煤油 答：木柴的質(zhì)量約等于煤油質(zhì)

12、量的4倍.4J/kg102 . 1J/kg106 . 477木柴煤油煤油木柴qqmm第23頁/共30頁3. 全球汽車保有量在迅速增長，截至2011年，全球處于使用狀態(tài)的汽車數(shù)量已突破10億輛.每輛汽車每年耗油1.8t，汽車內(nèi)燃機(jī)的效率平均值取30%.如果能把內(nèi)燃機(jī)效率提高1%，全球每年可以節(jié)約多少燃油？第24頁/共30頁解： m1 1.8t 1.8103kg q 4.6107J/kg 由Q放 mq可得： Q放1 1.8103kg4.6107J/kg 8.281010J 1 30% W有用 Q放1 8.281010J 30% 2.4841010J 2 31% m總 (1.8103kg 1.74103kg)109 6 1010kg 6 107tJ108%31J10484. 2101022有用放WQkg1074. 1J/kg106 . 4J108371022放qQm答：（略）第25頁/共30頁4. 提高熱機(jī)的效率具有哪些積極意義？請你列出一個(gè)回答問題的提綱，不必展開陳述. 節(jié)約燃料，減少燃料過快的消耗；減少對大氣的污染；減慢溫室效應(yīng)，有利于可持續(xù)發(fā)展等.第26頁/共30頁小 結(jié)一.燃料的熱值熱值：指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)完全燃 燒所放出的熱量。其符號是 q 。熱值單位：J