14.2热机的效率一、学习目标1．建立热值概念。知道热值是燃料燃烧放热的特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃烧放热的简单计算。 2.了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率。3.重难点：热机的效率及影响热机效率大小的主要因素，提高热机效率的方法和意义。二、学习流程（一）热值（1）燃料的热值：____________________________________。符号：______。（2）单位：________________。气体燃料的热值单位：______________。（3）热值的物理意义________________________。干木柴的燃烧值是1.2×l07焦/千克物理意义是_______________________________。（4）公式：________________________阅读常见燃料的热值表，读出常用燃料的热值，表中热值最大的燃料是______________例题：计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。（二）热机效率在人类历史上，发现内能可以做功并制造出了热机，人们开始大量使用热机，包括蒸汽机，蒸汽轮机，汽油机，柴油机，喷气发动机等，但是它们的性能是不一样的。也就是说使用相同的内能所获得的机械能是不一样的。那么在物理当中是用什么来衡量热机的性能的呢？在汽油机中，燃料释放的能量全部都用来做有用功了吗？现在看到课本图16-4-6，我们把燃料所释放出的热量看做是100﹪，其中气缸在排气冲程排除的废气的温度很高，带走了33﹪到35﹪的热量，为了保证气缸的使用寿命，在连续工作时需要不断用水来冷却缸体，冷却水带走了30﹪到32﹪的热量，另外克服气缸活塞与缸壁的摩擦做功也需要消耗热量，缸体对外热辐射时也要散失热量，二者之和占总热量的7﹪到9﹪，这样算下来只剩下25﹪到30﹪的热量以有用功的方式输出，转化为我们需要的机械能。从上面来看，热机中燃料燃烧放出的热量只有其中一部分是用来做有用功的.1.热机是内能转化成机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题。热机效率是热机性能的一个重要指标。(1)概念：热机的效率：________________________________________。(2)公式：___________________________________________.练习：例1：在观察水的沸腾实验中，用酒精灯将杯中230g，60°C的热水加热到沸腾，共用去2.5g的酒精，问：酒精完全燃烧所释放的热量中有百分之几被水吸收？4\n解：例2：一载重车在一段平直的高速公路上行驶10.08km，所用的时间是8min，消耗的燃油是3L（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为63kw,燃油的密度是0.8×103kg/m3，热值为3.15×107J/kg.问：（1）汽车行驶的速度（2）汽车行驶过程中的牵引力（3）汽车发动机的效率解：2.分析课本139页图16.4－6的热机燃料燃烧能量走向示意图讨论如何提高热机效率的效率？方法：_______________________________、_________________________________、_________________________________。提问：（1）你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多少？猜猜看不同的热机的效率一般不同，那么想一下热机效率会不会达到100﹪？（2）机械效率和热机效率是不是一回事？（三）改变世界的热机热机使人类摆脱了繁重的体力劳动，促使了生产力的发展，带来了工业革命，现代社会在交通运输，电力工业中都离不开热机，对热机的研制和改革将会进一步推动社会生产力的发展。练习1：1、燃料的燃烧放出热量的多少跟燃料的________、________4\n和燃料的__________都又关系。人们把1kg某种燃料_______所放出的热量叫这种燃料的______，并用符号________来表示。在国际单位中，它的单位是_______2、无烟煤的热值是3.4×107J/kg,其物理意义_____________________________________。3、完全燃烧5kg的汽油，放出的热量为__________________J.4、在热机的各种能量损失中，_________带走的能量最多，设法利用________的能量，是提高燃料利用率的主要措施。5、为了取得和应用内能，在燃烧煤和石油等燃料是，它们排放的_____________是大气污染的主要来源。三、练习检测1.柴油的热值是4.3×107J/kg，它的物理意义是_______________，完全燃烧3kg柴油能释放出___热量。2.酒精的热值是3.0×107J/kg，酒精灯丽装有20g酒精，若燃烧掉一半，放出的热量是，剩余部分酒精的热值是。3.现在火箭中用液态氢作燃料，是因为它具有（）A.较小的密度B.较小的比热容C.较低的沸点D.较大的热值4.燃料的燃烧是一种__________变化；在燃烧过程中，燃料的__________能转化为_____能。5.10千克汽油完全燃烧放出4.6×108焦的热量，则汽油的燃烧值为_________焦耳/千克。6.热机工作时会产生_______，干扰人们的正常工作和生活，同时会排出____污染大气。7.无烟煤的热值是3.4×107J/Kg，表示的意义是________________。如要获得1.7×108J的热量，需要完全燃烧Kg无烟煤。8.一台柴油机的热机效率为25%，表示的意思是那部分能量在能量中占。用这台柴油机工作时，完全燃烧2Kg的柴油可做有用功J。（柴油的热值为4.3×107J/Kg）9.1.燃烧甲、乙两种燃料，甲放出的热量比乙多，则()A.甲的质量一定大B.甲的热值一定大C.甲的比热容一定大D.条件不足无法判断10.下面现象中，属于内能转化为机械能的现象是()A.两决块相互摩擦，冰块熔化B.水蒸气推动活塞做功C.压缩气体，温度升高D.用太阳灶烧水11.煤的热值大于干木柴的热值，这里是指()A.煤比干木柴含有的热量多一些B.烧煤比烧干木柴产生的温度高一些C.烧煤比烧干木烧产生的热量多一些D.要使它们放出相同热量，烧煤质量较少12.不属于大气污染主要来源的是()A.家庭炉灶和取暖设备B.大型机电排灌站C.工业企业(包括火电站、钢铁厂、化工厂等)13.两种燃料的燃烧值之比为2:1，它们的质量之比为1:4，那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为()A.1:2B.2:1C.8:1D.4:114.为了提高热机效率，可采取的措施是（）A．采用热值高的燃料B．降低热机功率4\nC．保证良好的润滑减少摩擦D．以上措施都可以15.一台大型推土机的推力约为3×104N，匀速推着土总行程达10km，消耗柴油约30.3kg,求推土机上装的柴油机的热机效率。16.已知汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧500g汽油，求：(1)燃烧汽油产生的热量是多少?(2)若这些热量的50%被水吸收，使水温从20℃开始，升高了40℃，则水的质量是多少?17.用煤气灶既方便又环保，一般的煤气灶正常工作时。15min可使质量为4Kg、温度为23℃的水沸腾，该城市水的沸点为93℃，求：⑴水吸收的热量；⑵若煤气灶放出的热量70%被水吸收，煤气灶实际放出的热量为多少？4
