142《热机的效率》

复习复习内燃机的定义与分类。内燃机的定义与分类。内燃机的四个冲程以及各个冲程的能量是内燃机的四个冲程以及各个冲程的能量是如何转化的。如何转化的。在四个冲程中你认为有哪些热量损失？在四个冲程中你认为有哪些热量损失？第十四章内能的利用第十四章内能的利用第第二节二节 热热机效率机效率它们都离不开燃料。它们都离不开燃料。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。固体燃料固体燃料液体燃料液体燃料气体燃料气体燃料燃料可燃料可分为三分为三种种请你说说请你说说日常生活中常用到的燃料有哪些？日常生活中常用到的燃料有哪些？常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。用草木等植物的秸杆作燃料。你能列举一些常见的燃料吗你能列举一些常见的燃料吗？它们分别属于哪一类？它们分别属于哪一类？质量相等的不同燃料在完全燃烧时所质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。放出的热量是不同的。在物理学中，把在物理学中，把1kg1kg某种燃料在某种燃料在完全燃烧完全燃烧时所放出的热量叫做时所放出的热量叫做燃料的热值燃料的热值。热值的符号：热值的符号：q 单位：单位：J/kg （J/m3）固体和固体和液体燃液体燃料料气体燃料气体燃料 热值是反映燃料燃烧时化学能车化为内热值是反映燃料燃烧时化学能车化为内能的本领的大小的物理量，同种燃料的热能的本领的大小的物理量，同种燃料的热值与燃料的质量无关。值与燃料的质量无关。Q放放=mq质量质量m为的燃料完全燃烧释放的为的燃料完全燃烧释放的质量质量是：是：Q放放：燃料完全燃烧释放的热量燃料完全燃烧释放的热量：燃料的热值：燃料的热值：燃料的质量：燃料的质量无烟煤的热值为无烟煤的热值为3.4107J/kg，表示，表示1kg的无烟煤的无烟煤完完全燃烧全燃烧时所放出的热量为时所放出的热量为3.4107J。液化气的热值为液化气的热值为4.9107J/m3，表示表示1m3的液化气在的液化气在完全燃烧完全燃烧时所放出的热量为时所放出的热量为4.9107J。请计算：请计算：干木柴干木柴烟煤烟煤汽油汽油例题例题2:某校每天需将某校每天需将1000kg、20的水烧开供师的水烧开供师生饮用（生饮用（1标准大气压）标准大气压）、试计算每天烧开水所需的热量是多少？、试计算每天烧开水所需的热量是多少？、若学校烧的是烟煤，烟煤燃烧放出的热量、若学校烧的是烟煤，烟煤燃烧放出的热量 30被水吸收，则学校一天需要多少烟煤？被水吸收，则学校一天需要多少烟煤？讨论交流讨论交流：热机工作时，能不能将热机工作时，能不能将燃料所蕴燃料所蕴藏的化学能藏的化学能全部用来对外做有用功呢？全部用来对外做有用功呢？机械损失（由机械损失（由于机于机械传动等，克服摩械传动等，克服摩擦所消擦所消耗的机械能）耗的机械能）燃料很难全部燃烧，燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全燃料的化学能不能全部释放部释放散热损失（机械散热损失（机械热传递损热传递损失一失一部部分内能分内能有用的有用的机械能机械能(热热机真正转机真正转变为对外变为对外做功的做功的部部分）分）废气排出带走的能量废气排出带走的能量热机热机中燃中燃料释料释放能放能量的量的主要主要走向走向示意示意图图由图可知，真正能转变为对外由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量做有用功的能量只只燃料燃烧时所释放能量的一部分。燃料燃烧时所释放能量的一部分。热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率，即：能量的比值称为热机效率，即：=W有有Q放放100%由图可见，真正能转变为对外做有用功的能由图可见，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。热机效率：热机效率：热机转变为热机转变为有用功有用功的能量与燃料的能量与燃料完全完全燃烧所燃烧所释放的能量的释放的能量的比值比值称为热机效率。称为热机效率。提高热机效率的主要途径提高热机效率的主要途径:减少热机工作中的各种能量损失减少热机工作中的各种能量损失.具体方法具体方法:首先要减少燃烧过程中的热量损失首先要减少燃烧过程中的热量损失;其次是要尽量简化机械传动部分其次是要尽量简化机械传动部分,并选用优良的润滑材料减小摩擦并选用优良的润滑材料减小摩擦,以减少以减少机械机械能能损失损失.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;蒸汽类热机蒸汽类热机,常将煤常将煤研磨成粉状研磨成粉状,用风吹入锅炉内燃烧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一些这些措施都可以使燃料燃烧得更充分一些.各种热机的效率各种热机的效率:蒸汽机蒸汽机:615汽油机：汽油机：2030柴油机：柴油机：3040飞机上的喷气式发动机：飞机上的喷气式发动机：5060议一议议一议怎样提高热机的效率？怎样提高热机的效率？使燃料充分燃烧使燃料充分燃烧;尽量减少各种热量损失；尽量减少各种热量损失；在热机的设计和制造上采用先进的技术；在热机的设计和制造上采用先进的技术；注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。擦阻力而额外消耗的能量。想一想想一想热机的效率能达到热机的效率能达到100%吗？为什么？吗？为什么？不能达到不能达到100%，因为热机中可用于做有，因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失以燃料条件的限制，一部分，因为各种热量损失以燃料条件的限制，这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即，即热机效率小于热机效率小于100%。环境保护环境保护热机为人类的发展做出丑了重大贡献，但热机为人类的发展做出丑了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题：也带来了许多环境污染问题：1.1.对人体健康的直接危害对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织可以侵入肺的深部组织,引引起肺水肿等疾病而使人致死起肺水肿等疾病而使人致死.2.2.引起河流、湖泊的水体酸化引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植严重影响水生动植物的生长物的生长.3.3.破坏土壤、植被、森林破坏土壤、植被、森林.4.4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.5.5.渗入地下渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍地下水中高很多倍.酸雨的危害酸雨的危害结束讨论交流讨论交流如何保护我们的环境？如何保护我们的环境？1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;2.集中供热；集中供热；3.改用气体燃料，普及煤气和天然气；改用气体燃料，普及煤气和天然气；4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。充分开发利用污染少和无污染的新能源。当堂检测反馈当堂检测反馈1、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平均、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约千克，烟煤约80千克，千克，液化石油气约液化石油气约30千克，煤气约千克，煤气约60千克。这四种燃千克。这四种燃料中的热值最高的是料中的热值最高的是(）A、液化石油气、液化石油气B、煤气、煤气C、烟煤、烟煤D、木柴、木柴A2、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（）A、较小的质量、较小的质量B、较小的密度、较小的密度C、较大的比热容、较大的比热容D、较大的热值、较大的热值D3、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧，在柴油机内完全燃烧2千克柴千克柴油能放热油能放热 J，这些热通过柴油机的转化能对外，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功做有用功 J。（柴油的热值为（柴油的热值为3.3107J/kg4、完全燃烧、完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为克焦炭（焦炭的热值为3.0107J/kg)能放出多少热量？若这些热量的能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使被水吸收，则能使30kg、20的水温度升高的水温度升高到多少度？到多少度？6.61071.98107发射卫星的火箭燃料要体积小，重量轻，但发出的发射卫星的火箭燃料要体积小，重量轻，但发出的热量要大，这样才能减轻火箭的重量，使卫星快速热量要大，这样才能减轻火箭的重量，使卫星快速地送上轨道。液体燃料放出的能量大，产生的推力地送上轨道。液体燃料放出的能量大，产生的推力也大；而且这种燃料比较容易控制，燃烧时间较长，也大；而且这种燃料比较容易控制，燃烧时间较长，因此，发射卫星的火箭大都采用液体燃料。因此，发射卫星的火箭大都采用液体燃料。体会与收获体会与收获 通过学习通过学习,你有何体会与收获你有何体会与收获?