14.2.3热机的效率

热机的效率第十四章第２节柴薪煤炭石油天然气怎样获得内能？1.你知道的燃料有哪些？2.我们要烧开同一壶水，现有三种燃料：干草、木柴、煤炭，用哪种燃料用量最少？思考讨论不同燃料的放热本领不相同，怎么比较它们谁的放热本领强呢？经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。一、燃料的热值想想议议某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。国际单位：焦每千克；符号：J/kg。气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。1．热值热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。（1）定义（2）物理意义（3）单位请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。2．了解燃料的热值表热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、放出的热量、是否完全燃烧无关。热量的计算为什么发射火箭上天要用氢做燃料？3．有关燃料燃烧放热的计算想一想根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？氢的热值是1.4×108J/kg干木柴的热值1.2×107J/kg放出热量Q=热值×质量=1.4×108J/kg×10×103kg=1.4×1012J需要干木柴kg101.2J/kg101.2J101.45712热值热量m约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。练习：若某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完全燃烧放出热量_________J，相当于_____kg柴薪完全燃烧放出的热量。（天然气的热值约为7.5×107J/m3，柴薪的热值约为1×107J/kg）解析：4m3完全燃烧放出的热量是Q放=Vq=4m3×7.5×107J/m3=3×108J；柴薪的质量m==30kg。答案：3×1083087Q310Jq110J/kg放讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？由于机械转动，克服摩擦等所消耗的能量废气排出带走的能量热机中燃料释放能量的主要走向示意图二、热机的效率用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率，即：W有Q放×100%。η=蒸汽机的效率只有6%~15%汽油机的效率为20%~30%柴油机的效率为30%~45%怎样提高热机的效率？使燃料充分燃烧;尽量减少各种热量损失；在热机的设计和制造上采用先进的技术；注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。议一议提高热机效率，节约能源，减少污染热机的效率是热机性能的重要指标1.关于燃料的热值说法正确的是（）A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关B．燃料的热值与燃料的种类有关C．燃料的热值与燃料的多少有关D．燃料的热值与上面三个因素都有关B2.下面说法不正确的是（）A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能B．人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的C．lkg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值D．提高燃料的利用率是节约能源的重要措施C3.下列提高热机效率的方法中，不可行的是（）A．减少各种热损失B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦C．充分利用废气的能量，如建热电站D．采取少消耗总能量的办法D能量的转化和守恒第十四章第３节拉长的橡皮筋你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗？山巅的危石运动的足球西藏羊八井地热池食物太阳光认识能量1．来回迅速摩擦双手。2．用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片。观察实验发生的现象，讨论发生了哪些能量转化？你还能举出一些你认为发生了能量转化的例子吗？请说出你认为发生的能量转化。想想做做一、能量的转化各种形式的能可以互相转化机械能转化为内能机械能转化为电能电能转化为机械能电动机带动水泵把地下水送到地面水电站里水轮机带动发电机发电钻木取火光能转化为电能各种形式的能可以互相转化化学能转化为内能光能转化为化学能植物吸收太阳光进行光合作用燃料燃烧时发热光太阳能电池尝试一下，按图中给出的实例，你能做些补充吗？（1）拿一个弹力小球由手中释放，观察小球的运动情况。（2）结合小球在地面弹跳的频闪照片，想一想，为什么它的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？减少的机械能到哪去了？二、能量守恒定律做做想想议议能量守恒定律大量事实表明，能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。1．滑冰滑梯的过程中，能量是怎样转化的？遵守能量守恒定律吗？讨论2．有人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫永动机。这种机器有可能制成吗？一种设想中的永动机讨论指出下列各种现象中，能量是如何转化的？电风扇工作____能转化为____能。点燃的蜡烛____能转化为____能。双手摩擦____能转化为____能。白炽灯发光____能转化为____能。电机械化学光机械内电光流星穿过大气层时会变得炽热____能转化为____能。将一块冰放在地面上拖，冰会熔化____能转化为____能。反复弯折一根铁丝，弯折部分温度会升高____能转化为____能。擦燃火柴____能转化为____能。水电站发电____能转化为____能。水蒸气对活塞做功____能转化为____能。机械内机械内机械内机械内机械电内机械1．一支向高空瞄准的步枪，扣动扳机后射出一颗子弹，子弹没有击中目标，最后下落陷在土地中。请你说出以上过程中发生了哪些能量转化。火药的化学能燃气的内能子弹的机械能空气、土地的内能练一练2．请从能量转化的角度具体说明以下效率的意义。●某太阳能电池工作时的效率是16％●某电动机工作的效率是83％●某锂电池充电时效率是99％●某柴油机工作的效率是35％●某电热水器工作的效率是87％太阳能电池把接收到的太阳辐射的能量的16％转化为电能。练一练一、燃料的热值定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比单位：焦每千克，符号：J/kg二、热量的计算Q放=mq三、热机效率：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比。一、多种形式的能量二、能量守恒定律能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。C1．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是()A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比B．燃料没燃烧时就没有热值C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关D．容易燃烧的燃料热值一定大练一练2.关于热机效率，下列说法正确的是：多选()A．热机效率越高，即热机做的有用功多B．热机效率越高，即热机的功率越大C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的涧滑D．提高热机效率，有利于环保减排CD练一练3．能量守恒是自然界的基本规律之一，下列能量转化过程中，属于内能的转移的是（）A．用电灯照明B．光合作用C．用暖水袋取暖D．天然气的燃烧C练一练4.下列说法中正确的是（）A．冬天对着手哈气，手变暖是机械能转化为内能B．用酒精灯给水加热，是机械能转化为内能C．高速行驶的汽车爆胎是很危险的，从能量角度来看，是机械能与内能的相互转化D．滑冰时冰刀与冰之间相互摩擦，出现一道痕迹，是内能转化为机械能C练一练