上課用14.2《熱機(jī)的效率》課件

1、復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)內(nèi)燃機(jī)的定義與分類。內(nèi)燃機(jī)的定義與分類。內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程以及各個(gè)沖程的能量是內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程以及各個(gè)沖程的能量是如何轉(zhuǎn)化的。如何轉(zhuǎn)化的。在四個(gè)沖程中你認(rèn)為有哪些熱量損失？在四個(gè)沖程中你認(rèn)為有哪些熱量損失？請(qǐng)計(jì)算：干木柴煙煤汽油第十四章內(nèi)能的利用第十四章內(nèi)能的利用第二節(jié)第二節(jié)熱機(jī)的效率熱機(jī)的效率它們都離不開燃料。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。燃料燃燒的過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的過程。燃料可分燃料可分為三種為三種固體燃料固體燃料液體燃料液體燃料氣體燃料氣體燃料請(qǐng)你說說請(qǐng)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

2、制成汽油、煤油、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)村還用草木等植物柴油和液化氣等）、天燃?xì)獾?，農(nóng)村還用草木等植物的秸桿作燃料。的秸桿作燃料。一、質(zhì)量相等的不同燃料在完全燃燒時(shí)所放一、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。二、我們把某種燃料二、我們把某種燃料完全燃燒完全燃燒時(shí)所放出的熱時(shí)所放出的熱量與其質(zhì)量量與其質(zhì)量之比之比叫做叫做燃料的熱值燃料的熱值。Q：燃料完全燃燒釋放的：燃料完全燃燒釋放的熱量熱量：燃料的熱值：燃料的熱值：燃料的質(zhì)量：燃料的質(zhì)量V：氣體燃料的體積：氣體燃料的體積2 2、熱值的符號(hào)：、熱值的符號(hào)：q 固體

3、和液固體和液體燃料體燃料氣體燃料氣體燃料4 4、單位：、單位：焦每千克焦每千克 J/kg 焦每立方米焦每立方米（J/m3）3 3、Q=mqQ=mq氣體：氣體：Q=VqQ=Vq 5、熱值熱值是物質(zhì)的一種屬性，是物質(zhì)的一種屬性， 與與質(zhì)量、放出的熱量質(zhì)量、放出的熱量無關(guān)。無關(guān)。 反映燃料燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的反映燃料燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的 本領(lǐng)本領(lǐng)的大小的物理量，的大小的物理量，無煙煤的熱值為無煙煤的熱值為3.4107J/kg，意義：表示意義：表示1kg的煤在的煤在完全完全燃燒時(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

4、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。 完全燃燒完全燃燒140克焦炭（焦炭的熱值為克焦炭（焦炭的熱值為3.010 J/kg) )能放出多少熱量？能放出多少熱量？7當(dāng)堂檢測(cè)反饋當(dāng)堂檢測(cè)反饋解：解：Q Q放放=mq=mq =0.14kg=0.14kg3.03.010107 7J/kgJ/kg=4.2=4.210106 6J J答：完全燃燒答：完全燃燒140140克焦炭能放出克焦炭能放出4.24.210106 6J J的熱量。的熱量。11例題：某個(gè)家庭預(yù)計(jì)每月使用天然氣例題：某個(gè)家庭預(yù)計(jì)每月使用天然氣4m4m3 3，這些天，這些天然氣完全燃燒放出多少熱量，

5、相當(dāng)于多少然氣完全燃燒放出多少熱量，相當(dāng)于多少kgkg柴薪柴薪完全燃燒放出的熱量（完全燃燒放出的熱量（q q氣氣為為7.57.510107 7J/mJ/m3 3， q q柴柴為為10107 7J/kgJ/kg）解：解：Q Q放放=Vq=Vq氣氣=4m=4m3 3 7.57.510107 7J/mJ/m3 3 =3=310108 8J J； m=Qm=Q放放/q/q柴柴=3=310108 8J/10J/107 7J/kg=30kgJ/kg=30kg。答：答：天然氣完全燃燒放出熱量是天然氣完全燃燒放出熱量是3 310108 8J,J, 相當(dāng)于相當(dāng)于30 30 kg柴柴薪完全燃燒放出的熱量。薪完全燃

6、燒放出的熱量。 這些能量是否都轉(zhuǎn)化成人們需要的了這些能量是否都轉(zhuǎn)化成人們需要的了1、四口這家分別單獨(dú)使用不同種類的燃料時(shí)的平、四口這家分別單獨(dú)使用不同種類的燃料時(shí)的平均月消耗分別為：木柴約均月消耗分別為：木柴約200千克，煙煤約千克，煙煤約80千千克，液化石油氣約克，液化石油氣約30千克，煤氣約千克，煤氣約60千克。這四千克。這四種燃料中的熱值最高的是（種燃料中的熱值最高的是（ ） A、液化石油氣、液化石油氣B、煤氣、煤氣 C、煙煤、煙煤D、木柴、木柴A2 2、航天工業(yè)中的火箭是用液態(tài)氫作為燃料的，、航天工業(yè)中的火箭是用液態(tài)氫作為燃料的，這是因?yàn)橐簯B(tài)氫具有（這是因?yàn)橐簯B(tài)氫具有（ ） A、較小的

7、質(zhì)量、較小的質(zhì)量 B、較小的密度、較小的密度 C、較大的比熱容、較大的比熱容D、較大的熱值、較大的熱值D討論交流討論交流：熱機(jī)工作時(shí)，能不能將燃料所蘊(yùn)熱機(jī)工作時(shí)，能不能將燃料所蘊(yùn)藏的化學(xué)能全部用來對(duì)外做有用功呢？藏的化學(xué)能全部用來對(duì)外做有用功呢？由于機(jī)械傳由于機(jī)械傳動(dòng)等，克服動(dòng)等，克服摩擦所消耗摩擦所消耗的能量的能量燃料很難全部燃料很難全部燃燒，燃料的燃燒，燃料的化學(xué)能不能全化學(xué)能不能全部釋放部釋放機(jī)械散熱損失機(jī)械散熱損失一部分能量一部分能量熱機(jī)熱機(jī)真正轉(zhuǎn)真正轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)變?yōu)閷?duì)外做功外做功的部分的部分廢氣排出帶走廢氣排出帶走的能量的能量14燃料燃料完全完全燃燒燃燒放出放出的能的能量量廢氣帶走的能量

8、廢氣帶走的能量散熱、克服摩擦損失散熱、克服摩擦損失機(jī)械能機(jī)械能想一想想一想15化學(xué)能化學(xué)能（100100 ）內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能機(jī)械能燃燒不完全燃燒不完全損失的能量損失的能量廢氣帶走廢氣帶走的能量的能量克服摩擦損克服摩擦損失的能量失的能量電流通過導(dǎo)電流通過導(dǎo)線時(shí)發(fā)熱損線時(shí)發(fā)熱損失的能量失的能量散熱損失的散熱損失的能量能量發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)蒸氣輪機(jī)蒸氣輪機(jī)鍋爐鍋爐散熱損失散熱損失的能量的能量克服摩擦損克服摩擦損失的能量失的能量電能（電能（3030）火電站能流圖火電站能流圖三、熱機(jī)的效率：三、熱機(jī)的效率：1、定義：用來做、定義：用來做有用功有用功的那部分能量與燃料的那部分能量與燃料完全燃燒完全燃燒放出來的能量

9、放出來的能量之比之比稱為熱機(jī)效率。稱為熱機(jī)效率。Q有有Q放放100%2、 =提高熱機(jī)效率可提高燃料的利用率提高熱機(jī)效率可提高燃料的利用率 可見，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做有用功的能量只可見，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做有用功的能量只是燃料燃燒時(shí)所釋放能量的一部分。是燃料燃燒時(shí)所釋放能量的一部分。例：用天然氣灶燒水，燃燒例：用天然氣灶燒水，燃燒1m3的天然氣，使的天然氣，使100kg的水從的水從20升高到升高到70.天然氣熱值天然氣熱值3.2107J/m3求求（1）天然氣完全燃燒放出熱量）天然氣完全燃燒放出熱量（2）水吸收的熱量）水吸收的熱量（3）天然氣灶的效率）天然氣灶的效率Q Q放放=Vq=Vq氣氣=1m=1

10、m3 3 3.23.210107 7J/mJ/m3 3 =3.2=3.210107 7J JQ Q吸吸=cm(t-t=cm(t-to o)=4.2)=4.2 103J/kg.oc 100kg (70oc -20oc ) =2.1 107JQ有有Q放放100% = =65.6%2.1 107J3.23.210107 7J J提高熱機(jī)的效率的途徑？提高熱機(jī)的效率的途徑？（1）使燃料充分燃燒）使燃料充分燃燒;（2）盡量減少各種熱量損失；）盡量減少各種熱量損失；（3）在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上采用先進(jìn)的技術(shù)；）在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上采用先進(jìn)的技術(shù)；（4）注意保養(yǎng)，保證良好的潤(rùn)滑，減少因克服）注意保養(yǎng)，保證良好

11、的潤(rùn)滑，減少因克服摩擦阻力而額外消耗的能量。摩擦阻力而額外消耗的能量。各種熱機(jī)的效率各種熱機(jī)的效率:4、熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)、熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)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)：3040飛機(jī)上的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)：飛機(jī)上的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)：5060想一想想一想熱機(jī)的效率能達(dá)到熱機(jī)的效率能達(dá)到100%嗎？為什么？嗎？為什么？不能達(dá)到不能達(dá)到100%，因?yàn)闊釞C(jī)中可用于，因?yàn)闊釞C(jī)中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃燒所放出的做有用功的能量只是燃料完全燃燒所放出的能量的一部分，因?yàn)楦鞣N熱量損失以燃料條能量的一部分，因?yàn)楦鞣N熱量損失以燃料條件的限制，這部分能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小

12、于總能量，所件的限制，這部分能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于總能量，所以其與燃料完全燃燒所放出的總能量的比值以其與燃料完全燃燒所放出的總能量的比值必然必然小于小于1，即，即熱機(jī)效率小于熱機(jī)效率小于100%。環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù) 熱機(jī)為人類的發(fā)展做出丑了重大貢獻(xiàn)，但熱機(jī)為人類的發(fā)展做出丑了重大貢獻(xiàn)，但也帶來了許多環(huán)境污染問題：也帶來了許多環(huán)境污染問題：1.1.對(duì)人體健康的直接危害對(duì)人體健康的直接危害, ,硫酸霧和硫酸鹽霧硫酸霧和硫酸鹽霧的毒性比二氧化硫大得多的毒性比二氧化硫大得多, ,可以侵入肺的深部可以侵入肺的深部組織組織, ,引起肺水腫等疾病而使人致死引起肺水腫等疾病而使人致死. .2.2.引起河流、湖泊的水體酸化

13、引起河流、湖泊的水體酸化, ,嚴(yán)重影響水生嚴(yán)重影響水生動(dòng)植物的生長(zhǎng)動(dòng)植物的生長(zhǎng). .3.3.破壞土壤、植被、森林破壞土壤、植被、森林. .4.4.腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料. .5.5.滲入地下滲入地下, ,使水中鋁、銅、鋅、鎘的含量比使水中鋁、銅、鋅、鎘的含量比中性地下水中高很多倍中性地下水中高很多倍. .酸雨的危害酸雨的危害討論交流討論交流 如何保護(hù)我們的環(huán)境？如何保護(hù)我們的環(huán)境？ 改進(jìn)燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置改進(jìn)燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置; 集中供熱；集中供熱； 改用氣體燃料，普及煤氣和天然氣；改用氣體燃料，普及煤氣和天然氣； 充分開發(fā)

14、利用污染少和無污染的新能源。充分開發(fā)利用污染少和無污染的新能源。1、柴油機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的熱機(jī)，已知某型、柴油機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的熱機(jī)，已知某型號(hào)柴油機(jī)的效率是號(hào)柴油機(jī)的效率是30%，在柴油機(jī)內(nèi)完全燃燒，在柴油機(jī)內(nèi)完全燃燒2千千克柴油能放熱克柴油能放熱 J，這些熱通過柴油機(jī)，這些熱通過柴油機(jī)的轉(zhuǎn)化能對(duì)外做有用功的轉(zhuǎn)化能對(duì)外做有用功 J。（柴油的熱值為（柴油的熱值為3.3107J/kg）2、完全燃燒、完全燃燒140克焦炭（焦炭的熱值為克焦炭（焦炭的熱值為3.0107J/kg)能放出多少熱量？若這些熱量的能放出多少熱量？若這些熱量的30%被水吸收，則能使被水吸收，則能使30kg 、20的水溫

15、度升的水溫度升高到多少度？高到多少度？6.61071.981074、一臺(tái)效率為、一臺(tái)效率為40%的柴油機(jī)，當(dāng)輸出的柴油機(jī)，當(dāng)輸出66000J的有用功時(shí)，消耗的柴油質(zhì)量為多少的有用功時(shí)，消耗的柴油質(zhì)量為多少kg？消耗的柴油量：消耗的柴油量：m= =總總Qq 解：解：Q = = J=165000JQ Q66000 40%有有總總165000J4.310 J/kg73.810 kg-3答：消耗的柴油質(zhì)量為答：消耗的柴油質(zhì)量為 3.810 kg-31.金屬制成的汽缸中裝有柴油與空氣的混合物，有可金屬制成的汽缸中裝有柴油與空氣的混合物，有可能使汽缸中柴油達(dá)到點(diǎn)燃的過程是：能使汽缸中柴油達(dá)到點(diǎn)燃的過程是：

16、A、迅速向里推活塞、迅速向里推活塞 B、迅速向外拉活塞、迅速向外拉活塞C、緩慢向里推活塞、緩慢向里推活塞 D、緩慢向外拉活塞、緩慢向外拉活塞 2.在公路上有一輛汽車和一臺(tái)拖拉機(jī)發(fā)生故障，經(jīng)檢在公路上有一輛汽車和一臺(tái)拖拉機(jī)發(fā)生故障，經(jīng)檢查都是蓄電池壞了，不能啟動(dòng)，把它們推動(dòng)后查都是蓄電池壞了，不能啟動(dòng)，把它們推動(dòng)后：A、汽車和拖拉機(jī)都能繼續(xù)行駛、汽車和拖拉機(jī)都能繼續(xù)行駛B、只有汽車可以繼續(xù)行駛、只有汽車可以繼續(xù)行駛C、只有拖拉機(jī)可以繼續(xù)行駛、只有拖拉機(jī)可以繼續(xù)行駛D、都不能行駛、都不能行駛3.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：A、甲的功率小、甲的

17、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4.關(guān)于提高熱機(jī)效率的途徑，下列說法中錯(cuò)誤的是：關(guān)于提高熱機(jī)效率的途徑，下列說法中錯(cuò)誤的是：A、盡量使燃料完全燃燒、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5.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6.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)耗油，每小時(shí)耗油2kg，則，則 這臺(tái)