广东学导练 物理人教版 九年级 第十四章 内能的利用 第2节课件.ppt

第十四章 内能的利用 第 2 节 热机的效率 名师导学 新知1 燃料的热值 (1)热值：我们把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，用符号q表示. ①热值的单位：焦每千克.用符号J/kg表示(气体燃料用J/m3).②热值是燃料的一种特性，不同燃料的热值一般不同；同一种燃料的热值不随燃料的质量、体积或温度等的改变而改变.③根据热值计算热量的公式：Q=qm(气体燃料用Q=qV). (2)实际上，燃料很难完全燃烧，放出的热量往往要比按热值计算出的结果要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小. 名师导学 例题精讲 【例1】小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知 (注：燃料完全燃烧放热用 Q放=mq计算,某燃料的热值用q表示；其质量用m表示). 于是决定设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系.他组装了如图14-2-1所示的装置进行实验，记录结果见下表： 名师导学 (1)为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的________相同以及________相同. (2)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________. 名师导学 (3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：________. 利用此实验方法计算出的热值将比真实值________(填“偏大”或“偏小”). 说说你的看法：________. 解析 (1)因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等. 名师导学 (2)由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大. (3)要控制质量相等，需要用天平来测量；由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些. 答案 (1)质量 水的质量 (2)煤油 (3)天平 偏小 燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸 名师导学 举一反三 1.关于燃料的热值，下列说法正确的是( ) A.燃料的热值越大，燃烧时达到的温度就越高 B.燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多 C.燃料燃烧越充分，燃料的热值就越大 D.燃料的热值与燃料的质量以及燃烧情况无关 D 名师导学 新知2 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，η= .在内燃机中，燃料燃烧释放的能量去向如图14-2-2所示. 名师导学 例题精讲 【例2】某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率. 他们用酒精灯给100 g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60 ℃、消耗了4.2 g酒精. 已知：水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，酒精的热值为3×107 J/kg. 求： (1)此过程中水吸收的热量； (2)4.2 g酒精完全燃烧放出的热量； (3)酒精灯烧水时的热效率. 解析 利用吸热公式求水吸热的热量；已知酒精的质量和热值，利用Q=mq可求酒精完全燃烧产生的热量；烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比. 解 (1)水吸收的热量：Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×60 ℃=2.52×104 J; (2)4.2 g酒精完全燃烧放出的热量： Q放=mq=4.2×10-3 kg×3×107 J/kg=1.26×105 J; (3)酒精灯烧水时的热效率：Q吸/Q放=20%. 名师导学 举一反三 2.在火电站内，燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能.蒸汽轮机的作用是将______能转化为机械能.若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为50%、70%和80%，则火电站的效率为_______. 内 28% 名师导学 新知3 提高热机效率的方法 为合理利用能源，人们一直在努力提高热机效率，其主要的途径是减少热机工作中的各种能量损失.首先要减少燃烧过程中的热量损失，如内燃机要掌握好火花塞点火或喷油嘴喷油的最佳时间，蒸汽机类热机常将煤研磨成粉状，用风吹入锅炉内燃烧，这些措施都可以使燃料燃烧得更充分；其次是要尽量简化机械转动部分，并选用优良的润滑材料减小摩擦，以减少机械损失. 名师导学 例题精讲 【例3】如图14-