第2節(jié)熱機的效率

第2節(jié)熱機的效率柴薪煤炭石油天然氣從哪里獲得內(nèi)能？討論:

一個家庭使用不同燃料(如木柴、煤炭、液化石油氣）燒水做飯，燃料的消耗量相同嗎？為什么？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)強呢？經(jīng)驗告訴我們，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。我們用熱值這個概念來表示燃料放出熱量的本領(lǐng)。一、燃料的熱值想想議議Z.x.x.K一、燃料的熱值1、定義：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、符號:qJ/kg5、燃燒的實質(zhì)：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。3、公式：q=Q/m4、單位：6、熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量Q放=mq

燃料的熱值只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量、是否完全燃燒無關(guān)請說出你熟悉的燃料的熱值，并說明其物理意義。2．了解燃料的熱值表問：（1）干木柴的熱值是多少？表示什么意義？熱值是燃料的一種性質(zhì)，每種燃料有自己的熱值。（2）2kg的干木柴完全燃燒放出的熱量是多少？1kg干木柴完全燃燒放出的熱量是1.2×107J2kg干木柴完全燃燒放出的熱量是2×1.2×107J熱值的計算公式：Q放=mqZx.xk問：（3）煤氣的熱值是多少？表示什么意義？（4）2m3煤氣完全燃燒放出的熱量是多少？1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J2m3煤氣完全燃燒放出的熱量是2×3.9×107J熱值的計算公式：Q放=Vq為什么發(fā)射火箭上天要用氫做燃料？3．有關(guān)燃料燃燒放熱的計算想一想根據(jù)熱值表，計算一下10噸氫完全燃燒放出多少焦耳的熱量？再算算，若用干木柴完全燃燒來獲得這些熱量，需要多少噸干木柴？氫的熱值是1.4×108J/kg干木柴的熱值1.2×107J/kg放出熱量Q=熱值×質(zhì)量

=1.4×108J/kg×

10×103kg

=1.4×1012J需要干木柴約120噸干木柴完全燃燒放出的熱量等于10噸氫完全燃燒放出的熱量。燃料燃燒放熱計算：例一、小明某次用火爐燒水時，共消耗了1.5kg的煙煤，試計算這些煙煤完全燃燒放出多少焦的熱量（煙煤的熱值q=2.7×107J/kg)?解：Q=mq=1.5kg×2.7×107J/kg=4.05×107J答：這些煤完全燃燒放出的熱量為4.05×107JQ=mq例2、用家用燃?xì)鉄崴鳠丛?，假如洗一次澡要用掉天然?.14m3.問:完全燃燒這么多的天然氣能放出多少焦的熱量？(q=8×107焦耳/米3)Q=vq(氣體燃料）練習(xí):1.完全燃燒15千克熱值是3.4×107J/Kg的木炭，能產(chǎn)生多少熱量？想要獲得這些熱量,需要完全燃燒多少千克氫氣?(q氫=1.4×108J/Kg)例題3、把5kg的40℃的水燒開，水需要吸收多少熱量？需要完全燃燒多少kg的干木柴？（干木柴的熱值為1.2×107J/kg，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）解：Q吸=cm（t-t0）=4200J/(kg·0C)×5kg×600C=1.26×106J；Q放＝Q吸m1=Q放/q=1.2×106J/(1.2×107J/kg)=0.1kg廢氣內(nèi)能散熱損失機械損失有用機械能高溫高壓燃?xì)馊剂贤耆紵懦龅哪芰慷F(xiàn)實中：1、燃料很難完全燃燒實際放出熱量<計算熱量2、有效利用熱量<放出熱量內(nèi)燃機的能流圖燃?xì)鈨?nèi)能廢氣內(nèi)能有用機械能散熱損失機械損失三、熱機效率

1、用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機效率。2、公式:例題4、把10kg40℃的水燒開，需要完全燃燒多少kg的干木柴？（已知干木柴的熱值為1.2×107J/kg，外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的熱量有50％被水吸收）

蒸汽機的效率只有6%~15%

汽油機的效率為20%~30%柴油機的效率為30%~45%熱機的效率是熱機性能的一個重要指標(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，汽油機的效率高，性能好。蒸汽機------------6—15%汽油機-----------20—30%柴油機-----------30---45%4、提高熱機效率的途徑和節(jié)能方法：

1)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）

2)保證良好潤滑減少摩擦；

3)盡量降低各種熱損失；（尾氣、缸體等）

4)在熱機的各種損失中，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）3、能量損失、熱機效率不高的原因:

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四、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護(hù)

煤、石油、天然氣等燃料的利用，使人們獲得大量內(nèi)能，給人類文明帶來進(jìn)步。同時也造成環(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。四、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護(hù)

工業(yè)企業(yè)、交通運輸工具，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。四、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護(hù)

全世界因使用燃料，每年排入大氣中的有害物質(zhì)，包括粉塵、二氧化硫等，達(dá)幾億噸之多！

大氣污染不但直接有害人體健康，而且還會影響植物的生長，甚至影響全球的氣候。大氣中的二氧化碳和氮氧化物經(jīng)化學(xué)變化溶于水后，會產(chǎn)生酸雨，危害農(nóng)作物、森林和湖泊中的生物。四、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護(hù)

保護(hù)環(huán)境的有效方法：改進(jìn)燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置，采取集中供熱，普及煤氣和天然氣的使用。四、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護(hù)

我們既要有效地利用能源，又要很好地控制和消除污染，創(chuàng)造一個更加美好的環(huán)境。C

1．對于燃料的熱值，下列說法中，屬于正確理解的是(

)

A．燃料的熱值跟燃料燃燒時放出的熱量成正比

B．燃料沒燃燒時就沒有熱值

C．就某種確定的燃料而言，它的熱值是一個確定的值，

跟燃料的質(zhì)量及燃料燃燒放出的熱量無關(guān)

D．容易燃燒的燃料熱值一定大練一練

2．已知干木柴的熱值是1.2×107J/kg，完全燃燒0.7kg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由20℃升高到70℃？已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。練一練

Q=1.2×107J/kg×0.7kg=8.4×106J

m=Qc(t

-t0)8.4×106

J4.2×103

J/(kg·℃)×(70℃-20℃)

=

=40kg

3.關(guān)于熱機效率，下列說法正確的是：

(

)

A．熱機效率越高，即熱機做的有用功多

B．熱機效率越高，即熱機的功率越大

C．要提高熱機效率，就要盡量減少各種能量損失，并且要保證良好的澗滑

D．提高熱機效率，有利于環(huán)保減排

CD練一練

4．一臺內(nèi)燃機運行時各種能量損耗大致為：汽缸散熱損失占25％，廢氣帶走的能量占30％，摩擦等機械損耗占10％，則內(nèi)燃機的熱機效率為__________。

35%練一練6.甲柴油機的效率比乙柴油機的效率低，這表明：A、甲的功率小B、甲做的功少C、甲消耗的柴油多D、甲柴油機內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的百分比小7.關(guān)于提高熱機效率的途徑，下列說法中錯誤的是：A、盡量使燃料完全燃燒B、盡量減少輸出功率C、盡量減小摩擦D、盡量減少熱量損失√√8.某熱機的效率為20％，這表明做100J的有用功時：A、要消耗20J的燃料內(nèi)能B、要向外散失80J的熱量C、要消耗燃燒后能放出500J內(nèi)能的燃料D、要消耗80J的燃料內(nèi)能√9.有一臺柴油機的效率為40％，每小時耗油2kg，則這臺柴油機的功率為多少瓦？（已知柴油的熱值為3.3×107J/kg）10.一臺汽油機的功率為7350W，它每小時消耗的汽油為2.5kg，這臺汽油機的效率為多大？（汽油的熱值為4.6×107J/kg）11.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5g，被加工的質(zhì)量為36g的銅飾品溫度從20℃上升到1070℃。求：（1）銅飾品吸收的熱量是多少？（2）酒精完全燃燒放出的熱量是多少？（3）酒精噴燈的效率是多少？[C銅=0.39×103J/（kg·℃），q酒精=3.0×107J/kg]12.利用太陽可以曬水，假設(shè)水箱內(nèi)裝60kg的