《热机的效率》教学课件15 人教版

自带燃料和氧化剂的火箭
长征五号运载火箭（简称“胖五”）是捆绑四个助推器的 两级半构型火箭，其芯级直径为5米，采用液氢液氧发动机
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？ 氢的热值是1.4×108 J/kg
放出热量 Q = qm =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J
2.相同条件下，1kg干木柴和1kg煤，哪一种燃料能烧开更多的水？
3.1kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？ 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。
燃料的热值
1.定义： 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料 的热值。
若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？
干木柴的热值1.2×107 J/kg
需要干木柴 m
Q q
1.4 1012 J 1.2 107 J/kg
1.2 105 kg
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。
练一练
4kg某种燃料完全燃烧时放出的热量是18.4×107J，则它的热值为 4.6×107J/kg ，若这种燃料只烧掉 ，则剩余部分燃料的热值为 4.6×107J/kg 。
2.物理意义： 热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
3.国际单位： 焦每千克，符号是J/kg。
4.计算公式： 固体或液体燃料完全燃烧放出的热量的计算公式为
Q=， 气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为Q=qV。
一些燃料的热值 请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。
那么，为什么发射火箭上天要用氢做燃料呢？

钢、采矿、石油化工等行业的各种设备。
家用电器领域
03
在家用电器中，热机被广泛应用于空调、热水器、冰箱等产品
中。
热机的技术发展趋势
高效化
不断提高热机的效率是当前技术发展的重要趋势，例如采用先进 的燃烧技术、优化设计热力学循环等。
清洁能源利用
随着环保意识的提高，利用清洁能源作为热机能源是未来的发展 趋势，例如使用天然气、可再生能源等。
智能化控制
应用智能控制技术，实现热机的智能化控制，能够提高设备的运 行效率和可靠性。
热机的环保与节能前景
环保
随着环保意识的不断提高，热机的环保技术也在不断发展，例如采用清洁燃烧技术、排放 控制技术等，以减少对环境的污染。
节能
采用先进的热力学循环和高效化改造技术，可以大大提高热机的效率，从而降低能源消耗 。
可再生能源利用
利用可再生能源作为热机的能源是未来发展的重要趋势，例如使用太阳能、地热能等可再 生能源来替代传统能源。
THANKS
感谢观看
04
提高热机效率的措施
提高燃烧效率的措施
充分燃烧燃料
选择合适的燃料和采用适当的燃烧方式，使燃料 充分燃烧，减少未燃损失。
改善空气动力性能
合理设计燃烧室和进排气系统，减少空气阻力， 提高燃料燃烧效率。
提高压缩比
增加压缩比可以提高燃料燃烧温度和压力，增加 热机效率。
采用新型材料和技术的措施
采用高强度轻质材料
传热温差的控制
控制适当的传热温差可以提高传热效率。
摩擦损失的影响
机组摩擦阻力
减少运动部件之间的摩擦阻力可以降低能量损耗。
气体泄漏和压缩损失
气体泄漏和压缩损失会导致能量损耗，需要采取措施减少泄漏和压缩损失。

知1－讲
1. 理解：(1)热值反映了燃料在燃烧过程中，化学能转 化为内能本领的大小。
(2)热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关， 与燃料的质量、体能转化为内能。
知1－讲
常见燃料的热值
燃料
干木柴 烟煤 无烟煤 焦炭 木炭
热值
燃料
q/(J·kg-1)
物理
物理 九年级 上册
14.2热机的效率
授课人：文小语
时间：2021年9月29日
课堂导练
1．热值的定义：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。热值在数 值上等于1 kg某种燃料____完__全__燃__烧_放出的热量。
【点拨】热值采用比值定义法定义。
知2－讲
【例3】为了提高热机的效率，你认为下列方法目前不可 能的是( D ) A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少各种热损失 C．尽量减少因克服摩擦而额外消耗的能量 D．回收大气中的废气，利用废气的能量发电
【解析】 设法利用废气的能量，能够提高燃料的利用率， 但不能提高热机的效率。
总结
知2－讲
热机的效率只跟燃料完全燃烧程度、物体之间摩 擦大小、机械散热多少、废气带走能量的多少等因素 有关。
解：
这个人受到的重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N； 克服重力做功：W=Gh=600N×3m×10=18000J； 因为Q放=W，Q放=mq，所以需要燃烧汽油的质量： m=Q放/q=18000J/4.6×107J/kg≈0.39×10-3kg= 0.39g. 一本物理课本的质量大约为250g，0.39g相当于一张 纸的质量. 答：他做了18000J的功，需要0.39g的汽油。

蒸汽机的效率很低，只有6%~15%。 内燃机中，燃料是在汽缸内部燃烧的 ，而且燃料与空气混合充分，燃烧得 比较完全，所以内燃机的效率比蒸汽 机的高。汽油机的效率为20%~30%， 柴油机的效率为30%~45%。
热机的效率
君子成人之美，不成人之恶
热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，在做功同样 多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。在 设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减少各种能量损失， 提高效率。
下面说法不正确的是（ C ）
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．l kg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
解析：选C. l kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这 种燃料的热值，必须加上“完全”两个字，故C错。
二、热量的计算
君子成人之美，不成人之恶
（1）固体或液体燃料： Q放 = mq
（2）气体燃料：Q放 = Vq
请仔细观察图片：
君子成人之美，不成人之恶
想一想
散热、克服摩擦损失 废气带走的能量
燃料Байду номын сангаас
完全
机械能
燃烧
放出 内燃机中燃料释放的
的能 量
能量都到哪里去了？
机件发
热散失
在热机的各种能
做有 量的损失中,废气
知识总结
君子成人之美，不成人之恶
学以致用
君子成人之美，不成人之恶
1. 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