14.2 热机的效率

14.2 热机的效率 教学目标【知识与能力】1.知道什么是燃料的热值及其单位的意义,会查燃料热值表。2.会计算某种燃料完全燃烧放出的热量。3.知道热机的效率。4.了解提高效率的途径。【过程与方法】通过与机械效率的对比了解热机的效率，知道机械效率是评价投入、产出比的基本方法，并了解不同热机的效率值。【情感态度价值观】了解热机的使用对社会的贡献和带来的环境污染，感受到自然科学的发展和先进技术的应用在推进社会发展的同时，也造成了环境污染。教学重难点【教学重点】掌握热值的概念和单位、根据热值的定义计算燃料燃烧时放出的热量。【教学难点】 理解热机效率。 教学过程情境导入多媒体播放视频:神舟系列火箭发射。问题：为什么发射火箭上天要用氢做燃料？用汽油、柴油做火箭燃料可以吗？这节课我们就来研究这个问题。一、燃料的热值探究活动1：日常生活中常用到的燃料有哪些？ 分析燃料燃烧过程中的能量转化： 燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。探究活动2：燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。 1.燃料的热值（1）定义：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。定义式：。（2）物理意义：干木柴的热值是1.2107J/kg，其物理意义为1kg干木柴完全燃烧放出的热量是1.2107J。（3）热值的单位：焦每千克(J/kg)。（4）说明气体燃料的热值对某些气体燃料完全燃烧放出的热量与其体积之比，叫做这种气体燃料的热值，其定义式为，热值在数值上等于在标准状态下1 m3的燃料完全燃烧放出的热量，单位为焦每立方米；符号：J/m3。2了解燃料的热值表 几种燃料的热值/(Jkg-1)干木柴(约)1.2107柴油4.3107烟煤(约)2.9107煤油4.6107无烟煤(约)3.4107汽油4.6107焦炭3.0107氢1.4108木炭3.4107煤气/(Jm-3)约3.9107酒精3.0107沼气/(Jm-3)约1.9107问题1：氢的热值是多少?其物理意义是什么?回答1：氢的热值是1.4108 J/kg；其物理意义是：1 kg的氢完全燃烧放出的热量是1.4108 J。问题2：汽油的热值是多少?其物理意义是什么?回答2：汽油的热值是4.6107 J/kg；其物理意义是：1 kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6107 J。热值是物质本身的一种性质,它与物体的质量、形状、体积、位置、温度、吸收或放出热量的多少等因素都无关，是反映燃料优劣的重要指标。不同物质的热值一般不同，所以热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与形态、质量、体积无关。3有关燃料燃烧放热的计算 燃料放出热量的公式：Qmq或QVq。二、热机的效率 探究活动3：讨论交流： 热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？1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。（h）2公式：=100%3说明：(1)热机的效率是热机性能的重要指标；(2)各种热机的效率： 蒸汽机：6%15% 汽油机：2030% 柴油机：30%45% 飞机上的喷气式发动机：50%60% 探究活动4：怎样提高热机的效率？使燃料充分燃烧；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。4.提高热机效率的途径（1）提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；（2）改进热机，减少各种能量损失；（3）充分利用废气的能量；（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。板书设计热机的效率一、燃料的热值定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。单位：J/kg或J/m3公式：Q放mq或Q放Vq二、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。公式：。提高燃料利用率的重要措施随堂练习1煤油的热值是4.6107J/kg，将质量4 kg的煤油完全燃烧放出的热量是1.84108J,如果将煤油倒掉一半,它的热值为4.6107J/kg。2关于燃料和燃料的热值，以下说法正确的是（ 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，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量一定多D为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料3关于热机的效率，下列说法中正确的是（C）A热机做的有用功越多，效率一定越高B热机消耗的燃料越少，效率一定越高C热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高D热机做功越快，效率一定越高4.小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为4.2107Jm3，放出的热量有50被有效利用，现要将质量为4kg，初温为25的水加热到100，需要完全燃烧多少立方米的天然气？解：在一个标准大气压下，水吸收的热量Q吸=cm（tt0）=4.2103 J/（kg）4 kg（100 25 ）=1.26106 J。天然气完全燃烧放出的热量： 烧开这壶水需要天然气的体积： - 4 -