第二節(jié)__熱機(jī)的效率

1、熱機(jī)的效率熱機(jī)的效率第十四章第十四章 第第節(jié)節(jié)柴薪柴薪煤炭煤炭石油石油天然氣天然氣從哪里獲得內(nèi)能？從哪里獲得內(nèi)能？固體燃料液體燃料氣體燃料燃料可分為三種請你說說請你說說日常生活中常用到的燃料有哪些？日常生活中常用到的燃料有哪些？ 常見的燃料有煤、石油（加工煉制成汽油、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)村還煤油、柴油和液化氣等）、天燃?xì)獾龋r(nóng)村還用草木等植物的秸桿作燃料。用草木等植物的秸桿作燃料。不同燃料的放熱本領(lǐng)相同嗎？怎么比較它們誰不同燃料的放熱本領(lǐng)相同嗎？怎么比較它們誰的放熱本領(lǐng)強(qiáng)呢？的放熱本領(lǐng)強(qiáng)呢？經(jīng)驗(yàn)告訴我們，等質(zhì)量的煤和干木柴，充分燃經(jīng)驗(yàn)告訴我

2、們，等質(zhì)量的煤和干木柴，充分燃燒，煤放出的熱量要比柴多得多。我們用燒，煤放出的熱量要比柴多得多。我們用熱值熱值這個(gè)這個(gè)概念來表示概念來表示燃料放出熱量的本領(lǐng)燃料放出熱量的本領(lǐng)。一、燃料的熱值一、燃料的熱值想想議議想想議議 質(zhì)量相等的不同燃料在完全燃燒時(shí)所放質(zhì)量相等的不同燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱量是不同的。出的熱量是不同的。 在物理學(xué)中，把在物理學(xué)中，把1kg1kg某種燃料在某種燃料在完全燃燒完全燃燒時(shí)所放出的熱量叫做時(shí)所放出的熱量叫做燃料的熱值燃料的熱值。熱值的符號(hào)：熱值的符號(hào)：q 單位：單位：J/kg（J/m3）固體和液體燃料氣體燃料 熱值是反映燃料燃燒時(shí)化學(xué)能車化為內(nèi)能的本領(lǐng)的大小的物理

3、量，同種燃料的熱值與燃料的質(zhì)量無關(guān)。 燃料燃燒放熱公式：Q放 =mq 注意：對氣體燃料熱值是指：1m3燃料完全燃燒放出的熱量 .單位：J/m3 氣體燃料燃燒放熱公式：Q放 =Vq某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫做這種燃料的叫做這種燃料的熱值熱值( q )。國際單位：國際單位：焦每千克焦每千克；符號(hào)：；符號(hào)：J/kg。氣體燃料的單位：氣體燃料的單位：焦每立方米；焦每立方米；符號(hào)：符號(hào)：J/m3。1熱值熱值熱值在數(shù)值上等于熱值在數(shù)值上等于1 kg某種燃料完全燃燒放出某種燃料完全燃燒放出的熱量。的熱量。（1）定義）定義（2）物理意義）物理意義 （3）

4、單位）單位無煙煤的熱值為無煙煤的熱值為3.4107J/kg，表示，表示1kg的煤在完全的煤在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為燃燒時(shí)所放出的熱量為3.4107J。液化氣的熱值為液化氣的熱值為4.9107J/m3，表示表示1m3的液化氣的液化氣在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為4.9107J。為什么發(fā)射火箭上天要用氫做燃料？為什么發(fā)射火箭上天要用氫做燃料？3有關(guān)燃料燃燒放熱的計(jì)算有關(guān)燃料燃燒放熱的計(jì)算想一想想一想根據(jù)熱值表，計(jì)算一下根據(jù)熱值表，計(jì)算一下10噸噸氫氫完全燃燒放出完全燃燒放出多少焦耳的熱量？多少焦耳的熱量？再算算，若用再算算，若用干木柴干木柴完全燃燒來獲得這些熱完全燃燒來獲得

5、這些熱量，需要多少噸干木柴？量，需要多少噸干木柴？查表可知：氫的熱值是查表可知：氫的熱值是1.4108 J/kg查表可知，干木柴的熱值是查表可知，干木柴的熱值是1.2107 J/kgQ 放放 = mq =10103 kg1.4108 J/kg =1.41012 J需要干木柴需要干木柴的質(zhì)量的質(zhì)量kg 101.2J/kg 101.2J 101.45712q qQm約約120噸噸干木柴干木柴完全燃燒放出的熱量等于完全燃燒放出的熱量等于10噸噸氫完全燃燒放出的熱量。氫完全燃燒放出的熱量。練習(xí)：1kg煙煤完全燃燒可以放出多少熱量？這些熱量全部被水吸收，可以把多少千克20的水燒開？（q煙煤=2.9107

6、J/kg）解： Q放=mq =1kgX2.9107J/kg =2.9107J由Q=cmt得，得，m =Qct)20(100)J/(kg. 1034.2J102.97=86.31kg在內(nèi)燃機(jī)中燃料是否能夠完全燃燒？燃料燃燒在內(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？釋放的能量都到哪里去了？無用的無用的機(jī)械機(jī)械能能有用機(jī)械能有用機(jī)械能二、熱機(jī)的效率二、熱機(jī)的效率想一想想一想燃?xì)馊細(xì)鈨?nèi)能內(nèi)能損失的內(nèi)能損失的內(nèi)能熱量損失1燃料未能完全燃燒燃料未能完全燃燒;2 廢氣帶走很大一部分能量：廢氣帶走很大一部分能量：排氣沖程廢氣的溫度較高，內(nèi)能較大排氣沖程廢氣的溫度較高，內(nèi)能較大;3 一部分

7、能量消耗在散熱上一部分能量消耗在散熱上冷卻水帶走能量。冷卻水帶走能量。4 克服摩擦做功克服摩擦做功活塞和曲軸在運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦做功。活塞和曲軸在運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦做功。能量流向圖不完全燃燒1 定義：用來做有用功的那部分能量與燃料定義：用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒所釋放的能量之比。完全燃燒所釋放的能量之比。2 公式：公式：=熱機(jī)效率:用來做有用功（用來做有用功（w有用有用）燃料完全燃燒所釋放的能量燃料完全燃燒所釋放的能量(Q放放)100%W=Pt W=FS 爐子效率 1 定義：水或其它物質(zhì)吸收的熱量定義：水或其它物質(zhì)吸收的熱量與燃料完與燃料完全燃燒所釋放的能量全燃燒所釋放的能量之比。之比。

8、2 公式：公式： =吸收的熱量（吸收的熱量（Q吸吸）燃料完全燃燒所釋放的能量燃料完全燃燒所釋放的能量(Q放放)100%熱機(jī)的效率熱機(jī)的效率1、定義：在熱機(jī)里、定義：在熱機(jī)里 的那的那 部分能量跟部分能量跟 的能的能 量之比，叫做熱機(jī)的效率。熱機(jī)的效率量之比，叫做熱機(jī)的效率。熱機(jī)的效率 都都 。用來做有用功用來做有用功燃料完全燃燒所獲得燃料完全燃燒所獲得小于小于12、熱機(jī)在工作過程中造成能量損失的因素有：、熱機(jī)在工作過程中造成能量損失的因素有： 燃料很難全部燃燒；燃料很難全部燃燒； 排出的廢氣帶走能量排出的廢氣帶走能量； 熱機(jī)部件要散熱熱機(jī)部件要散熱； 克服運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)件之間的摩擦消耗能量克服運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)件

9、之間的摩擦消耗能量。熱機(jī)的效率熱機(jī)的效率2、熱機(jī)在工作過程中造成能量損失的因素有：、熱機(jī)在工作過程中造成能量損失的因素有： 燃料很難全部燃燒；燃料很難全部燃燒； 排出的廢氣帶走能量排出的廢氣帶走能量； 熱機(jī)部件要散熱熱機(jī)部件要散熱； 克服運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)件之間的摩擦消耗能量克服運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)件之間的摩擦消耗能量。3、提高熱機(jī)效率的方法：、提高熱機(jī)效率的方法： 盡量讓燃料充分燃燒；盡量讓燃料充分燃燒； 設(shè)法利用廢氣的能量設(shè)法利用廢氣的能量； 減少能量損失減少能量損失； 保證良好的潤滑保證良好的潤滑。熱機(jī)的效率熱機(jī)的效率4、減少大氣污染的措施：、減少大氣污染的措施： 改進(jìn)改進(jìn)燃燒設(shè)備燃燒設(shè)備；采?。徊扇〖泄┡?/p>

10、供暖； 城市普及城市普及煤氣煤氣和和天然氣天然氣的使用；的使用； 在內(nèi)燃機(jī)的排氣管在內(nèi)燃機(jī)的排氣管安裝消聲器安裝消聲器。熱機(jī)與環(huán)境：熱機(jī)與環(huán)境：污染污染大氣污染大氣污染熱污染熱污染噪聲污染噪聲污染：熱島效應(yīng)熱島效應(yīng)溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)熱機(jī)及以熱機(jī)為動(dòng)力熱機(jī)及以熱機(jī)為動(dòng)力的機(jī)器產(chǎn)生的噪聲的機(jī)器產(chǎn)生的噪聲1.內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程中有兩個(gè)沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程中有兩個(gè)沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn) 化：一化：一 是壓縮沖程，二是是壓縮沖程，二是 沖程。雖然汽油沖程。雖然汽油 和柴油都是內(nèi)燃機(jī)的工作物質(zhì)，但是相同質(zhì)量的汽和柴油都是內(nèi)燃機(jī)的工作物質(zhì)，但是相同質(zhì)量的汽 油和柴油完全燃燒時(shí)放出的熱量卻油和柴油完全燃

11、燒時(shí)放出的熱量卻 。2.柴油機(jī)上安裝了一個(gè)笨重的飛輪，這是為了柴油機(jī)上安裝了一個(gè)笨重的飛輪，這是為了 。做功做功不同不同利用飛輪的慣性完成吸氣、壓縮、排氣沖程利用飛輪的慣性完成吸氣、壓縮、排氣沖程3.轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為1800r/min的四沖程內(nèi)燃機(jī)，每秒經(jīng)過的四沖程內(nèi)燃機(jī)，每秒經(jīng)過 個(gè)沖程，做功個(gè)沖程，做功 次。若該內(nèi)燃機(jī)次。若該內(nèi)燃機(jī) 的功率為的功率為9000W，則一次做功，則一次做功 J。60156001.熱機(jī)是把 轉(zhuǎn)化為 的裝置。2.在汽油機(jī)的四個(gè)沖程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是 沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是 沖程。3.干木材的熱值是1.2107 J/Kg，它的物理意義是 。要放出 3.610

12、7 J的熱量，需要完全燃燒 Kg的干木材。我能行內(nèi)能機(jī)械能壓縮做功1Kg干木材完全燃燒放出的熱量是1.2107 J3 蒸汽機(jī)的效率只有蒸汽機(jī)的效率只有6%15% 汽油機(jī)的效率為汽油機(jī)的效率為 20%30%柴油機(jī)的效率為柴油機(jī)的效率為30%45%C1對于燃料的熱值，下列說法中，屬于正確對于燃料的熱值，下列說法中，屬于正確理解的是理解的是 ( ) A燃料的熱值跟燃料燃燒時(shí)放出的熱量成正燃料的熱值跟燃料燃燒時(shí)放出的熱量成正比比 B燃料沒燃燒時(shí)就沒有熱值燃料沒燃燒時(shí)就沒有熱值C就某種確定的燃料而言，它的熱值是一個(gè)就某種確定的燃料而言，它的熱值是一個(gè)確定的值，確定的值， 跟燃料的質(zhì)量及燃料燃燒放出的熱量

13、跟燃料的質(zhì)量及燃料燃燒放出的熱量無關(guān)無關(guān)D容易燃燒的燃料熱值一定大容易燃燒的燃料熱值一定大練一練練一練2.一臺(tái)汽油機(jī)的功率為一臺(tái)汽油機(jī)的功率為7350W，它每小時(shí)消耗的汽，它每小時(shí)消耗的汽油為油為2.5kg，這臺(tái)汽油機(jī)的效率為多大？（汽油的熱，這臺(tái)汽油機(jī)的效率為多大？（汽油的熱值為值為4.6107J/kg）解：Q有=W=Pt=7350w3600s=2.646107JQ總=Q放=mq=2.5kg4.6107J/kg=1.15108J%23%100 xJ101.15J102.646wQQ87有用放總Q作業(yè)題 某飾品加工廠用酒精噴燈加工飾品，張峰師傅在某飾品加工廠用酒精噴燈加工飾品，張峰師傅在1min內(nèi)用去酒精內(nèi)用去酒精5g，被加工的質(zhì)量為，被加工的質(zhì)量為36g的銅飾的銅飾品溫度從品溫度從20上升到上升到1070 。 已知：已知：C銅銅=0.39103J/（kg） ， q酒精