第2節(jié)熱機(jī)的效率學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第第2節(jié)熱機(jī)節(jié)熱機(jī)(rj)的效率的效率第一頁(yè)，共29頁(yè)。柴薪柴薪(chi xn)煤炭煤炭(mitn)石油石油(shyu)天然氣天然氣從哪里獲得內(nèi)能？從哪里獲得內(nèi)能？第1頁(yè)/共28頁(yè)第二頁(yè)，共29頁(yè)。不同燃料的放熱本領(lǐng)不同燃料的放熱本領(lǐng)(bnlng)(bnlng)相同嗎？怎么相同嗎？怎么比較它們誰(shuí)的放熱本領(lǐng)比較它們誰(shuí)的放熱本領(lǐng)(bnlng)(bnlng)強(qiáng)呢？強(qiáng)呢？經(jīng)驗(yàn)告訴我們，等質(zhì)量的煤和干木柴，充分燃燒，煤經(jīng)驗(yàn)告訴我們，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。我們用熱值這個(gè)概念來(lái)表示燃放出的熱量要比柴多得多。我們用熱值這個(gè)概念來(lái)表示燃料料(rnlio)(rnlio)放

2、出熱量的本領(lǐng)。放出熱量的本領(lǐng)。一、燃料一、燃料(rnlio)的熱值的熱值想想議議想想議議Z.x.x. K Z.x.x. K 第2頁(yè)/共28頁(yè)第三頁(yè)，共29頁(yè)。一、燃料一、燃料(rnlio)的熱值的熱值1、定義：某種燃料、定義：某種燃料(rnlio)完全燃燒放出的完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比叫做這種燃料熱量與其質(zhì)量之比叫做這種燃料(rnlio)的熱的熱值。值。2、符號(hào)、符號(hào)(fho):qJ/kg5、燃燒的實(shí)質(zhì)：、燃燒的實(shí)質(zhì)： 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。3、公式：、公式：q= Q/m4、單位：、單位：6、熱值在數(shù)值上等于、熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量某種燃料完全燃燒

3、放出的熱量Q放放=mq 第3頁(yè)/共28頁(yè)第四頁(yè)，共29頁(yè)。 燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)，與燃料燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量的質(zhì)量(zhling)、是否燃燒，是否完全燃燒、是否燃燒，是否完全燃燒無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)看課本看課本23頁(yè)，了解頁(yè)，了解(lioji)燃料的熱值燃料的熱值表表為什么發(fā)射火箭上天為什么發(fā)射火箭上天(shng tin)要用氫做燃料要用氫做燃料？想一想想一想第4頁(yè)/共28頁(yè)第五頁(yè)，共29頁(yè)。根據(jù)根據(jù)(gnj)熱值表，計(jì)算一下熱值表，計(jì)算一下10噸氫完全燃噸氫完全燃燒放出多少焦耳的熱量？燒放出多少焦耳的熱量？再算算，若用干木柴完全燃燒來(lái)獲得這些再算算，若用干木柴完全燃燒來(lái)獲得這些

4、(zhxi)熱量，需要多少噸干木柴？熱量，需要多少噸干木柴？氫的熱值是氫的熱值是1.4108 J/kg干木柴干木柴(mchi)的熱值的熱值1.2107 J/kg放出熱量放出熱量Q = 熱值熱值質(zhì)量質(zhì)量 =1.4108 J/kg 10103 kg =1.41012 J需要干木柴需要干木柴kg 101.2J/kg 101.2J 101.45712熱值熱值熱量熱量m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噸噸氫氫完全燃燒放出的熱量。完全燃燒放出的熱量。第5頁(yè)/共28頁(yè)第六頁(yè)，共29頁(yè)。燃料燃燒放熱計(jì)算：燃料燃燒放熱計(jì)算：例例1、小明某次用火爐燒水時(shí)，共消耗了、小明某

5、次用火爐燒水時(shí)，共消耗了1.5kg的煙煤的煙煤，試計(jì)算這些煙煤完全，試計(jì)算這些煙煤完全(wnqun)燃燒放出多少焦的燃燒放出多少焦的熱量（煙煤的熱值熱量（煙煤的熱值q=2.7107J/kg)?解：解：Q=mq=1.5kg2.7107J/kg =4.05107JQ=mq第6頁(yè)/共28頁(yè)第七頁(yè)，共29頁(yè)。Q=vq(氣體燃料）氣體燃料）第7頁(yè)/共28頁(yè)第八頁(yè)，共29頁(yè)。例例3、把、把5kg的的40的水燒開，水需要吸收多少熱量的水燒開，水需要吸收多少熱量？需要完全燃燒多少？需要完全燃燒多少kg的干木柴的干木柴(mchi)？（干木？（干木柴柴(mchi)的熱值為的熱值為1.2107J/kg，外界為標(biāo)準(zhǔn)大

6、，外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，燃料完全燃燒放出的全部被水吸收）氣壓，燃料完全燃燒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第8頁(yè)/共28頁(yè)第九頁(yè)，共29頁(yè)。廢氣廢氣(fiq)內(nèi)內(nèi)能能散熱損失散熱損失(snsh)機(jī)械機(jī)械(jxi)損失損失有用機(jī)械能有用機(jī)械能高溫高壓高溫高壓 燃?xì)馊細(xì)馊剂贤耆紵懦龅哪芰咳剂贤耆紵懦龅哪芰慷F(xiàn)實(shí)中：二、現(xiàn)實(shí)中：1、燃料很難完全燃燒、燃料很難完全燃燒實(shí)際放出熱量實(shí)際放出熱量 計(jì)算熱量計(jì)算熱量2、有效利用熱量、有效利用

7、熱量 放出熱量放出熱量第9頁(yè)/共28頁(yè)第十頁(yè)，共29頁(yè)。燃?xì)鈨?nèi)能(ni nn)廢氣內(nèi)能有用機(jī)械能有用機(jī)械能散熱損失(snsh)機(jī)械(jxi)損失第10頁(yè)/共28頁(yè)第十一頁(yè)，共29頁(yè)。三、熱機(jī)效率三、熱機(jī)效率 1、用來(lái)、用來(lái)(yn li)做有用功的那部分能量和燃料完做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)效率。全燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)效率。2、公式、公式(gngsh): 放有用QW燃放吸QQ第11頁(yè)/共28頁(yè)第十二頁(yè)，共29頁(yè)。例例4、把、把10kg40的水燒開，需要完全燃的水燒開，需要完全燃燒多少燒多少kg的干木柴？（已知干木柴的熱值的干木柴？（已知干木柴的熱值為為1.

8、2107J/kg，外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并，外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的熱量且燃料完全燃燒放出的熱量(rling)有有50被水吸收）被水吸收）第12頁(yè)/共28頁(yè)第十三頁(yè)，共29頁(yè)。練習(xí)練習(xí)2.利用太陽(yáng)可以曬水，假設(shè)水箱內(nèi)裝利用太陽(yáng)可以曬水，假設(shè)水箱內(nèi)裝60kg的水，玻璃的水，玻璃蓋面積為蓋面積為0.84m2，地球，地球(dqi)上垂直于太陽(yáng)光線的表面上垂直于太陽(yáng)光線的表面接受太陽(yáng)的輻射為接受太陽(yáng)的輻射為7.65104J/（minm2），水箱吸收太），水箱吸收太陽(yáng)能的效率為陽(yáng)能的效率為50，如不考慮水散熱的情況，并使光總能，如不考慮水散熱的情況，并使光總能垂直射入玻璃蓋，計(jì)算曬水垂直射入

9、玻璃蓋，計(jì)算曬水4h后水溫升高多少？后水溫升高多少？練習(xí)練習(xí)1.一臺(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)，它每小時(shí)(xiosh)消耗的汽油為消耗的汽油為2.5kg，這臺(tái)汽油機(jī)的效率為多大？（汽油，這臺(tái)汽油機(jī)的效率為多大？（汽油的熱值為的熱值為4.6107J/kg）第13頁(yè)/共28頁(yè)第十四頁(yè)，共29頁(yè)。 蒸汽機(jī)的效率(xio l)只有6%15% 汽油機(jī)的效率(xio l)為 20%30%柴油機(jī)的效率柴油機(jī)的效率(xio l)為為30%45%第14頁(yè)/共28頁(yè)第十五頁(yè)，共29頁(yè)。 熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要熱機(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，以指標(biāo)。如

10、：兩輛排量相同的小汽車，以相同的速度行駛相同的速度行駛(xngsh)相同的路程相同的路程，耗油少的那輛，汽油機(jī)的效率高，性，耗油少的那輛，汽油機(jī)的效率高，性能好。能好。蒸汽機(jī)蒸汽機(jī)- 615%汽油機(jī)汽油機(jī) - 2030%柴油機(jī)柴油機(jī) - 30-45%第15頁(yè)/共28頁(yè)第十六頁(yè)，共29頁(yè)。4、提高熱機(jī)效率的途徑和節(jié)能方法：、提高熱機(jī)效率的途徑和節(jié)能方法： 1)盡量使燃料充分盡量使燃料充分(chngfn)燃燒燃燒（把煤磨成煤粉或煤粒，加大與氧氣的接觸面積（把煤磨成煤粉或煤粒，加大與氧氣的接觸面積） 2)保證良好潤(rùn)滑減少摩擦；保證良好潤(rùn)滑減少摩擦； 3)盡量降低各種熱損失；（尾氣、缸體等）盡量降低各

11、種熱損失；（尾氣、缸體等） 4)在熱機(jī)的各種損失中，廢氣帶走的能量最多，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）施。（熱電站）3、能量(nngling)損失、熱機(jī)效率不高的原因: 1）燃料的不完全燃燒 2)氣缸部件吸熱后的熱量散失 3)廢氣帶走的熱量 4)克服摩擦做功而消耗的能量(nngling)第16頁(yè)/共28頁(yè)第十七頁(yè)，共29頁(yè)。四、內(nèi)能四、內(nèi)能(ni nn)的利用和的利用和環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù) 煤、石油、天然氣等燃料的利用，使人們(rn men)獲得大量?jī)?nèi)能，給人類文明帶來(lái)進(jìn)步。同時(shí)也造成環(huán)境污

12、染，給人們(rn men)帶來(lái)危害。 造成污染的主要物質(zhì)有：燃料里含有雜質(zhì)，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，燃燒不完全等，燃燒不完全(wnqun)還會(huì)產(chǎn)生一氧化碳和還會(huì)產(chǎn)生一氧化碳和粉塵。粉塵。第17頁(yè)/共28頁(yè)第十八頁(yè)，共29頁(yè)。四、內(nèi)能的利用四、內(nèi)能的利用(lyng)和環(huán)和環(huán)境保護(hù)境保護(hù) 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(chchn)裝置，采取集中供熱，普及煤氣和天然氣的使用。第18頁(yè)/共28頁(yè)第十九頁(yè)，共29頁(yè)。四、內(nèi)能四、內(nèi)能(ni nn)的利用和的利用和環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù) 我們既

13、要有效地利用能源(nngyun)，又要很好地控制和消除污染，創(chuàng)造一個(gè)更加美好的環(huán)境。第19頁(yè)/共28頁(yè)第二十頁(yè)，共29頁(yè)。C1對(duì)于燃料的熱值，下列說(shuō)法中，屬于正確理對(duì)于燃料的熱值，下列說(shuō)法中，屬于正確理解的是解的是 ( ) 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無(wú)跟燃料的質(zhì)量及燃料燃燒放出的熱量無(wú)關(guān)關(guān)(wgun)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第20頁(yè)

14、/共28頁(yè)第二十一頁(yè)，共29頁(yè)。2已知干木柴的熱值是已知干木柴的熱值是1.2107 J/kg，完全燃燒，完全燃燒0.7 kg干木柴能放出多少熱量？假設(shè)這些熱量全部被干木柴能放出多少熱量？假設(shè)這些熱量全部被水吸收，能使多少千克水的溫度水吸收，能使多少千克水的溫度(wnd)由由20 升高升高到到70 ？已知水的比熱容為？已知水的比熱容為4.2103 J/(kg)。練一練練一練Q = 1.2107 J/kg0.7 kg = 8.4106 Jm =Qc(t - -t0) 8.4106 J 4.2103 J/(kg)(70 - -20 ) = = 40 kg第21頁(yè)/共28頁(yè)第二十二頁(yè)，共29頁(yè)。3.

15、關(guān)于熱機(jī)關(guān)于熱機(jī)(rj)效率，下列說(shuō)法正確的是：效率，下列說(shuō)法正確的是：( ) A熱機(jī)熱機(jī)(rj)效率越高，即熱機(jī)效率越高，即熱機(jī)(rj)做的有用做的有用功多功多 B熱機(jī)熱機(jī)(rj)效率越高，即熱機(jī)效率越高，即熱機(jī)(rj)的功率越的功率越大大 C要提高熱機(jī)要提高熱機(jī)(rj)效率，就要盡量減少各種效率，就要盡量減少各種能量能量 損失，并且要保證良好的澗滑損失，并且要保證良好的澗滑 D提高熱機(jī)提高熱機(jī)(rj)效率，有利于環(huán)保減排效率，有利于環(huán)保減排 C D練一練練一練第22頁(yè)/共28頁(yè)第二十三頁(yè)，共29頁(yè)。4一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)各種能量損耗一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)各種能量損耗(snho)大大致為：汽缸散熱損失

16、占致為：汽缸散熱損失占25，廢氣帶走的能量占，廢氣帶走的能量占30，摩擦等機(jī)械損耗，摩擦等機(jī)械損耗(snho)占占10，則內(nèi)燃機(jī)的，則內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)效率為熱機(jī)效率為_。 35%練一練練一練第23頁(yè)/共28頁(yè)第二十四頁(yè)，共29頁(yè)。6.甲柴油機(jī)的效率比乙柴油機(jī)的效率低，這表明甲柴油機(jī)的效率比乙柴油機(jī)的效率低，這表明(biomng)：A、甲的功率小、甲的功率小 B、甲做的功少、甲做的功少C、甲消耗的柴油多、甲消耗的柴油多D、甲柴油機(jī)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的百分比小、甲柴油機(jī)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的百分比小7.關(guān)于提高熱機(jī)效率的途徑，下列關(guān)于提高熱機(jī)效率的途徑，下列(xili)說(shuō)法中錯(cuò)誤的是：說(shuō)法中錯(cuò)誤的是：A、盡

17、量使燃料完全燃燒、盡量使燃料完全燃燒 B、盡量減少輸出功率、盡量減少輸出功率C、盡量減小摩擦、盡量減小摩擦 D、盡量減少熱量損失、盡量減少熱量損失第24頁(yè)/共28頁(yè)第二十五頁(yè)，共29頁(yè)。8.某熱機(jī)的效率為某熱機(jī)的效率為20，這表明做，這表明做100J的有用功時(shí)：的有用功時(shí)：A、要消耗、要消耗20J的燃料內(nèi)能的燃料內(nèi)能B、要向外散失、要向外散失80J的熱量的熱量(rling)C、要消耗燃燒后能放出、要消耗燃燒后能放出500J內(nèi)能的燃料內(nèi)能的燃料D、要消耗、要消耗80J的燃料內(nèi)能的燃料內(nèi)能9.有一臺(tái)柴油機(jī)的效率為有一臺(tái)柴油機(jī)的效率為40，每小時(shí)，每小時(shí)(xiosh)耗油耗油2kg，則，則 這臺(tái)柴油機(jī)的功率為多少瓦？這臺(tái)柴油機(jī)的功率為多少瓦？ （已知柴油的熱值為（已知柴油的熱值為3.3107J/kg）第25頁(yè)/共28頁(yè)第二十六頁(yè)，共29頁(yè)。10.某飾品加工廠用酒精噴燈加工飾品，張峰師傅某飾品加工廠用酒精噴燈加工飾品，張峰師傅(sh fu)在在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的銅飾品溫度從的銅飾品溫度從20上升到上升到1070 。求：（。求：（1）銅）銅飾品吸收的熱量是多少？（飾品吸收的熱量是多少？（2）酒精完全燃燒放出的）酒精完全燃燒放出的熱量是多少？（熱量是多少？（3）酒精噴燈的效率是多少？）酒精噴燈的效率