九年级物理14.2热机的效率学案

14．2　热机的效率 学习目标 1．知道热值的含义及单位、物理意义。 2．会应用热值的概念进行简单的燃烧放热的计算。 3．知道热机效率的含义，了解热机能量的损失以及提高效率的主要途径。 4．列举热机对环境污染的方方面面。 重点难点 1．认识热值，利用热值计算物质燃烧放出的热量。 2．认识热机的效率，能计算热机的效率。 知识点一 燃烧的热值 情景引入 说一说：在我们的家庭中，会使用哪些燃料？ 答：煤、液化气、木柴等。 根据我们的生活经验想一想：烧开同样一壶水，使用不同的燃料，所消耗的燃料的质量是一样多吗？ 答：烧开同样一壶水，使用不同的燃料，消耗的燃料的质量是不同的； 这说明什么？ 答：这说明，不同的燃料，燃烧后放出的热量是不同的。 燃料 1．燃料的种类：燃料主要分为固体燃料、液体燃料、气体燃料三类。固体燃料如木柴、煤炭等，液体燃料如汽油、柴油、酒精等，气体燃料如天然气、煤气等。 2.燃料燃烧时能量的转化：燃料燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。 燃料的热值 1.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。用q表示。 2．热值的单位是焦每千克，符号是J/kg。气体燃料的热值单位焦每立方米，符号J/。 3．定义式： (气体燃料时为).Q表示燃料完全燃烧放出的热量，用q表示燃料的热值，m表示物体的质量，V表示燃料的体积。 4.热值的物理意义是：1 kg燃料完全燃烧所放出来的热量。 例1．关于燃料的热值，以下说法中正确的是( A ) A. 燃料的热值与燃料的燃烧情况无关 B. 容易燃烧的燃料，热值一定大 C. 煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放的热量多 D．放出热量多，热值就大 例2. 一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106 J，这些能量相当于完全燃烧0.55 kg的干木柴才能得到。则干木柴的热值为__1.2×107__J/kg__，如果用掉一半后，干木柴的热值将变为__1.2×107__J/kg__。[来源:Zxxk.Com] 例3.烟煤的热值约为2.9×107J/Kg，那么完全燃烧20Kg烟煤所放出的热量是多少焦耳？ 知识点二 热机的效率 热机的能量损失 燃料不可能完全燃烧； 废气带走很大一部分能量； 一部分能量消耗在散热上 克服摩擦力做功 热机的效率 定义：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。 公式：，其中，表示用来做有用功的能量，表示燃料完全燃烧放出的能量。 （3）由于热机在工作过程中,总有能量损失,所以热机的效率总小于1。常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45% 内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。 提高热机的效率的主要途径 （1）使燃料充分燃烧 （2）尽量减少各种热量损失； （3）在热机的设计和制造上采用先进的技术； （4）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 例4.为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（ D ） 尽量使燃料充分燃烧 尽量减少热机部件间的摩擦 尽量减少废气带走的热量 尽量增加热机的工作时间 例5.某家庭需要将50Kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8Kg煤气。已知煤气的热值q=4.2×107J/Kg，水的比热容 c=4.2×103J/(Kg?℃)。求： （1）50Kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量； （2）完全燃烧0.8Kg煤气放出的热量。 （3）煤气灶烧水的效率。 例6. 在一次某新型号的汽车测试中，让汽车在一段平直的公路上匀速行驶4.8km，受到的阻力是3.0×103N，消耗汽油1.2kg（假设汽油完全燃烧）。汽油的热值为q=4×107J/kg，求： （1）在测试中，汽车牵引力所做的功W； （2）该型号汽车的热机效率η。 （1）1.44×107 J (2)30% 随堂练习 填空 1.一个物体温度降低，内能减小，原因可能是 ... ...