第2節(jié)熱機(jī)的效率

1、汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)相同點(diǎn)相同點(diǎn)不不同同點(diǎn)點(diǎn) 構(gòu)構(gòu) 造造 燃燃 料料吸入氣體吸入氣體點(diǎn)火方式點(diǎn)火方式都是內(nèi)燃機(jī)，一個(gè)工作循環(huán)都經(jīng)歷四個(gè)沖程都是內(nèi)燃機(jī)，一個(gè)工作循環(huán)都經(jīng)歷四個(gè)沖程火花塞火花塞噴油嘴噴油嘴汽油汽油柴油柴油汽油和空氣汽油和空氣空氣空氣點(diǎn)燃式點(diǎn)燃式壓燃式壓燃式想想議議：1 1、汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過(guò)程有什么相同點(diǎn)，有什么不同點(diǎn)？、汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過(guò)程有什么相同點(diǎn)，有什么不同點(diǎn)？2.2.單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)完成單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)完成4040個(gè)沖程個(gè)沖程, ,關(guān)于做功和飛輪關(guān)于做功和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的情況轉(zhuǎn)動(dòng)的情況, ,下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( )( )A.A.做功做功1010次次,

2、,飛輪轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn)4040周周B.B.做功做功4040次次, ,飛輪轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn)2020周周C.C.做功做功1010次次, ,飛輪轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn)2020周周D.D.做功做功2020次次, ,飛輪轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn)1010周周 C C3、摩托車上的熱機(jī)工作時(shí)提供動(dòng)力的沖程是( )A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程C C4.4.在如圖所示的四幅圖中，甲、乙是兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)示意圖；在如圖所示的四幅圖中，甲、乙是兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)示意圖；丙、丁是四沖程汽油機(jī)工作過(guò)程中的兩個(gè)沖程示意圖與丙丙、丁是四沖程汽油機(jī)工作過(guò)程中的兩個(gè)沖程示意圖與丙沖程原理相同的是沖程原理相同的是_圖所示的演示實(shí)驗(yàn)。圖所示的演示實(shí)驗(yàn)。_實(shí)驗(yàn)與丁實(shí)驗(yàn)

3、與丁沖程原理相同。沖程原理相同。試題分析：（試題分析：（1 1）內(nèi)燃機(jī)四個(gè)沖程中，做功沖程是內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為）內(nèi)燃機(jī)四個(gè)沖程中，做功沖程是內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，壓縮沖程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（機(jī)械能，壓縮沖程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（2 2）做功改變物體內(nèi)能的實(shí)）做功改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)化質(zhì)是內(nèi)能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)化. .熱傳遞改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。熱傳遞改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。甲乙 第2節(jié)熱機(jī)的效率導(dǎo)入導(dǎo)入新課新課觀察與思考觀察與思考講授新課講授新課觀察與思考觀察與思考生活中我們可以使用哪些燃料？該如何分類？固體燃料液體燃料氣體燃料木炭、煤等汽油、酒精等煤氣、天然

4、氣等觀察與思考觀察與思考（1）1kg的干木柴和10kg的干木柴在同樣燃燒時(shí)，放出的熱量是否相同？（2）相同條件下，1kg干木柴和1kg煤，哪一種燃料能燒開(kāi)更多的水？（3）1kg的干木柴完全燃燒和未完全燃燒時(shí)放出的熱量是否相同？講授新課講授新課定義：定義：某種燃料某種燃料完全燃燒完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之放出的熱量與其質(zhì)量之比。比。 （q）燃料的熱值一觀察熱值表，你有什么收獲？觀察熱值表，你有什么收獲？煤油煤油 4.6107木炭木炭 3.4107汽油汽油 4.6107無(wú)煙煤無(wú)煙煤 3.4107氫氣氫氣 14.3107石油石油 4.4107焦炭焦炭 3.0107天然氣天然氣 （7.18.8)10

5、7柴油柴油 4.3107煙煤煙煤 2.9107煤氣煤氣 3.9107酒精酒精 3.0107干木柴干木柴 1.2107氣體（氣體（J/m3）液體（液體（J/kg）固體（固體（J/kg）常用燃料的熱值常用燃料的熱值觀察與思考觀察與思考為什么發(fā)射火箭上天要用氫做燃料？觀察與思考觀察與思考講授新課講授新課氫的熱值最大是：1.4108 J/kg根據(jù)熱值表，計(jì)算一下10噸氫完全燃燒放出多少焦耳的熱量？若用干木柴完全燃燒來(lái)獲得這些熱量，需要多少噸干木柴？氫的熱值是1.4108 J/kg干木柴的熱值1.2107 J/kg放出熱量Q = q氫m氫 =1.4108 J/kg 10103 kg =1.41012 J

6、需要干木柴kg 10671J/kg1021J10415712. . .qQm約110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。交流與討論交流與討論講授新課講授新課 思考思考1.用煤燒水時(shí)，煤能完全燃燒嗎？2.煤燃燒放出的熱量能全部被水吸收嗎？講授新課講授新課Q放放=mqQ放放=Vq燃料燃燒放熱公式二注意：對(duì)氣體燃料熱值是指：注意：對(duì)氣體燃料熱值是指：1m3燃料完全燃燒放出燃料完全燃燒放出 的熱量。其的熱量。其q單位是單位是J/m3。觀察與思考觀察與思考在內(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？燃 料 完燃 料 完全 燃 燒全 燃 燒放 出 的放 出 的能量

7、能量Q總總散熱、克服摩散熱、克服摩擦損失擦損失廢氣帶走廢氣帶走的能量的能量機(jī)械能（對(duì)活機(jī)械能（對(duì)活塞做功）塞做功）w有有定義：定義：用來(lái)做有用功的那部分能量和燃料完全用來(lái)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。燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)效率。 熱機(jī)的效率三%100放有QW2、公式：、公式：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。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(rùn)滑保證良好

8、的潤(rùn)滑 3. 3.熱機(jī)在工作過(guò)程中造成能量損失的因素有：熱機(jī)在工作過(guò)程中造成能量損失的因素有：提高熱機(jī)效率的方法提高熱機(jī)效率的方法 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%講授新課講授新課知識(shí)與拓展知識(shí)與拓展四四、熱機(jī)與環(huán)境污染：、熱機(jī)與環(huán)境污染：1.1.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)熱機(jī)及以熱機(jī)為動(dòng)力的機(jī)器產(chǎn)生噪聲力的機(jī)器產(chǎn)生噪聲2.2.減少環(huán)境污染的措施：減少環(huán)境污染的措施：改進(jìn)改進(jìn)燃燒設(shè)備燃燒設(shè)備；采??；采取集中供暖集中供暖；城市

9、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。1 1、關(guān)于燃料的熱值正確的是（、關(guān)于燃料的熱值正確的是（ ）A A燃料的熱值與燃料的燃燒程度有關(guān)燃料的熱值與燃料的燃燒程度有關(guān) B B燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)C C燃料的熱值與燃料的多少有關(guān)燃料的熱值與燃料的多少有關(guān) D D燃料的熱值與上面三個(gè)因素都有關(guān)燃料的熱值與上面三個(gè)因素都有關(guān)解析：解析：熱值是燃料的一種特性，它的大小只與燃料的種熱值是燃料的一種特性，它的大小只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的燃燒程度、質(zhì)量沒(méi)有關(guān)系。類有關(guān)，與燃料的燃燒程度、質(zhì)量沒(méi)有關(guān)系。B

10、B2 2、若某個(gè)家庭預(yù)計(jì)每月使用天然氣、若某個(gè)家庭預(yù)計(jì)每月使用天然氣4m4m3 3，這些天然氣完全，這些天然氣完全燃燒放出熱量燃燒放出熱量_J_J，相當(dāng)于，相當(dāng)于_kg_kg柴薪完全燃燒柴薪完全燃燒放出的熱量。（天然氣的熱值約為放出的熱量。（天然氣的熱值約為7.57.510107 7J/mJ/m3 3，柴薪的，柴薪的熱值約為熱值約為1 110107 7J/kgJ/kg）解析：解析：4m4m3 3完全燃燒放出的熱量：完全燃燒放出的熱量：Q Q放放= =VqVq=4m=4m3 37.57.510107 7J/mJ/m3 3=3=310108 8J J；柴薪的質(zhì)量：柴薪的質(zhì)量：m= =30kgm=

11、=30kg。87Q3 10 Jq1 10 J / kg放310830303已知干木柴的熱值是1.2107 J/kg，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4.2103 J/(kg)。Q = qm=1.2107 J/kg0.7 kg = 8.4106 Jm =Qc(t - -t0) 8.4106 J 4.2103 J/(kg)(70 - -20 ) = = 40 kg4. 關(guān)于熱機(jī)效率，下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.熱機(jī)效率越高，即熱機(jī)做的有用功多 B.熱機(jī)效率越高，即熱機(jī)的功率越大 C.要提高熱機(jī)效率，就要

12、盡量減少各種能量損失，并且要保 證良好的潤(rùn)滑 D.提高熱機(jī)效率，有利于環(huán)保減排 C D熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)。5.已知水壺里裝有已知水壺里裝有2 kg、20 的水，現(xiàn)在我們用天然氣爐具的水，現(xiàn)在我們用天然氣爐具將其加熱至沸騰，已知天然氣的熱值為將其加熱至沸騰，已知天然氣的熱值為8107 J/m3，大氣壓，大氣壓強(qiáng)為強(qiáng)為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，c水水=4.2103 J/(kg)。求：。求：(1)燒開(kāi)這壺水，需要吸收多少熱量？燒開(kāi)這壺水，需要吸收多少熱量？(2)若燒開(kāi)這壺水消耗的天然氣是若燒開(kāi)這壺水消耗的天然氣是0.021 m3，則天然氣爐具的，則天然氣爐具的效率是多少？效率是多少？分析

13、：分析：(1)已知水的質(zhì)量以及水的初溫和末溫，根據(jù)公式已知水的質(zhì)量以及水的初溫和末溫，根據(jù)公式Q=cmt可求水可求水吸收的熱量吸收的熱量.(2)先計(jì)算天然氣完全燃燒釋放的熱量，水吸收的熱量與天然先計(jì)算天然氣完全燃燒釋放的熱量，水吸收的熱量與天然氣完全燃燒釋放的熱量的比值就是天然氣爐具的效率。氣完全燃燒釋放的熱量的比值就是天然氣爐具的效率。(1)水吸收的熱量水吸收的熱量Q吸吸=cmt=4.2103J/ (kg)2kg (100-20)=6.72105J(2)天然氣完全燃燒釋放熱量天然氣完全燃燒釋放熱量Q放放=qV=8107J/m30.021m3=1.68106J,答答:(1)燒開(kāi)這壺水，水需要吸收燒開(kāi)這壺水，水需要吸收6.72105J熱量；熱量；(2)若燒開(kāi)這壺水消耗的天然氣是若燒開(kāi)這壺水消耗的天然氣是0.021m3，則天然氣爐具，則天然氣爐具的效率是的效率是40%。解解:天然氣爐具的效率是：天然氣爐具的效率是：QQ吸放100%=566.72 10J100% 40% J1.68 10J=課堂小結(jié)一、燃料的熱值一、燃料的熱值 定義：定義：1kg(1m3)某種燃料完全燃燒放出的熱量某種燃料完全燃燒放出的熱量 單位：焦每千克，符號(hào)：?jiǎn)挝唬航姑壳Э?，符?hào)：J/kg二、熱量的計(jì)算