第2节热机的效率推荐课件

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1、2021/8/221第第 2 节节 热机的效率热机的效率2021/8/222柴薪柴薪煤炭煤炭石油石油天然气天然气从哪里获得内能？从哪里获得内能？2021/8/223不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？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。我们用烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值热值这个这个概念来概念来表示燃料放出热量的本领表示燃料放出热量的本领。一、燃料的热值一、燃料的热值想想议议想想议议Z.x.x.K Z.x.x.K 2021/8/224一

2、、燃料的热值一、燃料的热值1、定义：、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做与其质量之比叫做这种燃料的热值这种燃料的热值。2、符号、符号:qJ/kg5、燃烧的实质：、燃烧的实质：化学能转化为内能。化学能转化为内能。3、公式：、公式：q=Q/m4、单位：、单位：6、热值在数值上等于、热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量某种燃料完全燃烧放出的热量Q放放=mq 2021/8/225 燃料的热值与燃料的热值与燃料的种类燃料的种类有关，与燃料的有关，与燃料的质量、是否燃烧，是否完全燃烧无关质量、是否燃烧，是否完全燃烧无关看课本看课本23页，了解燃料的热值表

3、页，了解燃料的热值表为什么发射火箭上天要用氢做燃料？为什么发射火箭上天要用氢做燃料？想一想想一想2021/8/226根据热值表，计算一下根据热值表，计算一下10吨吨氢氢完全燃烧放出完全燃烧放出多少焦耳的热量？多少焦耳的热量？再算算，若用再算算，若用干木柴干木柴完全燃烧来获得这些热完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？量，需要多少吨干木柴？氢的热值是氢的热值是1.4108 J/kg干木柴的热值干木柴的热值1.2107 J/kg放出热量放出热量Q=热值热值质量质量 =1.4108 J/kg 10103 kg =1.41012 J需要干木柴需要干木柴kg 101.2J/kg 101.2J 101

4、.45712热值热值热量热量m约约120吨吨干木柴干木柴完全燃烧放出的热量等于完全燃烧放出的热量等于10吨吨氢完全燃烧放出的热量。氢完全燃烧放出的热量。2021/8/227燃料燃烧放热计算：燃料燃烧放热计算：例例1、小明某次用火炉烧水时，共消耗了、小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg的烟煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的烟煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的热量（烟煤的热值的热量（烟煤的热值q=2.7107J/kg)?解：解：Q=mq=1.5kg2.7107J/kg =4.05107JQ=mq2021/8/228例例2、用家用燃气热水器烧水洗澡，假如、用家用燃气热水器烧水洗澡，假如洗

5、一次澡要用掉天然气洗一次澡要用掉天然气0.14m3.问问:完全燃烧这么多的天然气能放出多少完全燃烧这么多的天然气能放出多少焦的热量？焦的热量？(q=8107焦耳焦耳/米米3)Q=vq(气体燃料）气体燃料）2021/8/229例例3、把、把5kg的的40的水烧开，水需要吸收多的水烧开，水需要吸收多少热量？需要完全燃烧多少少热量？需要完全燃烧多少kg的干木柴？的干木柴？（干木柴的热值为（干木柴的热值为1.2107J/kg，外界为标准，外界为标准大气压，燃料完全燃烧放出的全部被水吸收）大气压，燃料完全燃烧放出的全部被水吸收）解：解：Q吸吸=cm（t-t0）=4200J/(kg0C)5kg600C=1

6、.26 106J；Q放放Q吸吸m1=Q放放/q=1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg2021/8/2210废气内能废气内能散热损失散热损失机械损失机械损失有用机械能有用机械能高温高压高温高压 燃气燃气燃料完全燃烧放出的能量燃料完全燃烧放出的能量二、现实中：二、现实中：1、燃料很难完全燃烧、燃料很难完全燃烧实际放出热量实际放出热量 计算热量计算热量2、有效利用热量、有效利用热量 放出热量放出热量2021/8/2211燃气内能废气内能有用机械能有用机械能散热损失机械损失2021/8/2212三、热机效率三、热机效率 1、用来、用来做有用功的那部分能量做有用功的那部分能量和和燃料燃料

7、完全燃烧放出的能量完全燃烧放出的能量之比，叫做之比，叫做热机效率。热机效率。2、公式、公式:放有用QW燃放吸QQ2021/8/2213例例4、把、把10kg40的水烧开，需要完全的水烧开，需要完全燃烧多少燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的的干木柴？（已知干木柴的热值为热值为1.2107J/kg，外界为标准大气，外界为标准大气压，并且压，并且燃料完全燃烧放出的热量有燃料完全燃烧放出的热量有50被水吸收被水吸收）2021/8/2214练习练习2.利用太阳可以晒水，假设水箱内装利用太阳可以晒水，假设水箱内装60kg的水，的水，玻璃盖面积为玻璃盖面积为0.84m2，地球上垂直于太阳光线的表，地球上垂

8、直于太阳光线的表面接受太阳的辐射为面接受太阳的辐射为7.65104J/（minm2），水箱），水箱吸收太阳能的效率为吸收太阳能的效率为50，如不考虑水散热的情况，如不考虑水散热的情况，并使光总能垂直射入玻璃盖，计算晒水并使光总能垂直射入玻璃盖，计算晒水4h后水温升后水温升高多少？高多少？练习练习1.一台汽油机的功率为一台汽油机的功率为7350W，它每小时消耗，它每小时消耗的汽油为的汽油为2.5kg，这台汽油机的效率为多大？（汽油，这台汽油机的效率为多大？（汽油的热值为的热值为4.6107J/kg）2021/8/2215 蒸汽机的效率只有蒸汽机的效率只有6%15%汽油机的效率为汽油机的效率为 2

9、0%30%柴油机的效率为柴油机的效率为30%45%2021/8/2216 热机的效率是热机性能的一个重要指热机的效率是热机性能的一个重要指标。标。如：两辆排量相同的小汽车，以相如：两辆排量相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油少的那同的速度行驶相同的路程，耗油少的那辆，汽油机的效率高，性能好。辆，汽油机的效率高，性能好。蒸汽机蒸汽机-615%汽油机汽油机-2030%柴油机柴油机-30-45%2021/8/22174、提高热机效率的途径和节能方法：、提高热机效率的途径和节能方法：1)尽量使燃料充分燃烧尽量使燃料充分燃烧（把煤磨成煤粉或煤粒，加大与氧气的接触面积把煤磨成煤粉或煤粒，加大与氧

10、气的接触面积）2)保证良好润滑减少摩擦；保证良好润滑减少摩擦；3)尽量降低各种热损失；尽量降低各种热损失；（尾气、缸体等）（尾气、缸体等）4)在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法设法利用废气利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措的能量是提高燃料利用率的重要措施。施。（热电站）（热电站）3、能量损失、热机效率不高的原因、能量损失、热机效率不高的原因:1）燃料的不完全燃烧）燃料的不完全燃烧 2)气缸部件吸热后的热量散失气缸部件吸热后的热量散失 3)废气带走的热量废气带走的热量 4)克服摩擦做功而消耗的能量克服摩擦做功而消耗的能量2021/8/2218

11、四、内能的利用和环境保护四、内能的利用和环境保护 煤、石油、天然气等燃料的利用，使人煤、石油、天然气等燃料的利用，使人们获得大量内能，给人类文明带来进步。同们获得大量内能，给人类文明带来进步。同时也造成环境污染，给人们带来危害。时也造成环境污染，给人们带来危害。造成污染的主要物质有：燃料里含有杂造成污染的主要物质有：燃料里含有杂质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化硫、质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化硫、氮氧化物等，燃烧不完全还会产生一氧化碳氮氧化物等，燃烧不完全还会产生一氧化碳和粉尘。和粉尘。2021/8/2219四、内能的利用和环境保护四、内能的利用和环境保护 保护环境的有效方法：保护环境的

12、有效方法：改进燃烧设备，改进燃烧设备，加装消烟除尘装置，采取集中供热，普及煤加装消烟除尘装置，采取集中供热，普及煤气和天然气的使用。气和天然气的使用。2021/8/2220四、内能的利用和环境保护四、内能的利用和环境保护 我们既要有效地利用能源，又要很好我们既要有效地利用能源，又要很好地控制和消除污染，创造一个更加美好的地控制和消除污染，创造一个更加美好的环境。环境。2021/8/2221C1对于燃料的热值，下列说法中，属于正确对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是理解的是()A燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比比 B燃料没燃烧时就没有热值燃料没燃

13、烧时就没有热值C就某种确定的燃料而言，它的热值是一个就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，确定的值，跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关无关D容易燃烧的燃料热值一定大容易燃烧的燃料热值一定大练一练练一练2021/8/22222已知干木柴的热值是已知干木柴的热值是1.2107 J/kg，完全燃，完全燃烧烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 升高到升高到70？已知水的比热容为？已知水的比热容为4.2103 J/(kg)。练一练练一练Q=1

14、.2107 J/kg0.7 kg=8.4106 Jm=Qc(t-t0)8.4106 J 4.2103 J/(kg)(70-20)=40 kg2021/8/22233.关于热机效率，下列说法正确的是：关于热机效率，下列说法正确的是：()A热机效率越高，即热机做的有用功多热机效率越高，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，有利于环保减排提高热机效率，有利于环保减排 C D练一练练一练2021/8/22244一

15、台内燃机运行时各种能量损耗大致为：一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占汽缸散热损失占25，废气带走的能量占，废气带走的能量占30，摩擦等机械损耗占摩擦等机械损耗占10，则内燃机的热机效率为，则内燃机的热机效率为_。35%练一练练一练2021/8/22256.甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，这表明：甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，这表明：A、甲的功率小、甲的功率小 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、甲柴油机内能转化为机械能的百分比小、甲柴油机内能转化为机械能的百分比小7.关于提高热机效率的途径，下列说法中错误的是：关于提高热机效率的途径，下列说法中

16、错误的是：A、尽量使燃料完全燃烧、尽量使燃料完全燃烧 B、尽量减少输出功率、尽量减少输出功率C、尽量减小摩擦、尽量减小摩擦 D、尽量减少热量损失、尽量减少热量损失2021/8/22268.某热机的效率为某热机的效率为20，这表明做，这表明做100J的有用功时：的有用功时：A、要消耗、要消耗20J的燃料内能的燃料内能B、要向外散失、要向外散失80J的热量的热量C、要消耗燃烧后能放出、要消耗燃烧后能放出500J内能的燃料内能的燃料D、要消耗、要消耗80J的燃料内能的燃料内能9.有一台柴油机的效率为有一台柴油机的效率为40，每小时耗油，每小时耗油2kg，则，则 这台柴油机的功率为多少瓦？这台柴油机的

17、功率为多少瓦？（已知柴油的热值为（已知柴油的热值为3.3107J/kg）2021/8/222710.某饰品加工厂用酒精喷灯加工饰品，张峰师傅在某饰品加工厂用酒精喷灯加工饰品，张峰师傅在1min内用去酒精内用去酒精5g，被加工的质量为，被加工的质量为36g的铜饰品的铜饰品温度从温度从20上升到上升到1070。求：（。求：（1）铜饰品吸收）铜饰品吸收的热量是多少？（的热量是多少？（2）酒精完全燃烧放出的热量是多）酒精完全燃烧放出的热量是多少？（少？（3）酒精喷灯的效率是多少？）酒精喷灯的效率是多少？C铜铜=0.39103J/（kg），q酒精酒精=3.0107J/kg 2021/8/222811.把质量为把质量为m、温度为、温度为30的铁块投入到一杯的铁块投入到一杯0 的水中，最终铁块的温度降低到的水中，最终铁块的温度降低到6，那么把另一块，那么把另一块质量为质量为2m、温度为、温度为30的铁块投入到同样的另一杯的铁块投入到同样的另一杯水中，最终铁块的温度是多少？水中，最终铁块的温度是多少？