第3節(jié)

熱機(jī)的效率第十四章

內(nèi)能的利用1.從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識燃料的熱值，知道燃料熱值的物理意義及其單位。2.能計算燃料完全燃燒放出的熱量。3.能說出熱機(jī)工作時燃料釋放能量的主要流向，知道什么是熱機(jī)的效率，知道如何提高熱機(jī)效率。1.什么樣的機(jī)械叫熱機(jī)？2.汽油機(jī)和柴油機(jī)的共同特點有哪些？3.用于做功的內(nèi)能從何而來？①都是將燃料放在氣缸內(nèi)，燃燒后產(chǎn)生高溫高壓的氣體，推動活塞對外輸出機(jī)械能。利用內(nèi)能做功的機(jī)械。②都是四沖程構(gòu)成的一個工作循環(huán)，周而復(fù)始的工作。將燃料放在氣缸內(nèi)，燃燒后產(chǎn)生的內(nèi)能。生活中常見的燃料有哪些？怎么分類的。知識點一：燃料的熱值1.燃料的分類木柴煤酒精汽油煤氣天然氣固體燃料液體燃料氣體燃料2.能量轉(zhuǎn)化：化學(xué)能→內(nèi)能

某工廠要給所有員工每天提供10t開水，現(xiàn)在分別使用木柴、煤燒開水。你更傾向于使用哪一種燃料？√（1）定義：

某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值，用符號q表示。（2）單位：焦每千克，符號：J/kg（固、液體燃料）焦每立方米，符號：J/m3（氣體燃料）（3）物理意義：數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量（4）計算公式指燃料燃燒后，全部變成不可燃燒物的過程3.熱值

熱值是燃料本身的一種性質(zhì)，它只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量、體積、是否完全燃燒無關(guān)。一些燃料的熱值燃料熱值燃料熱值干木柴約1.2×107J/kg柴油4.3×107J/kg煙煤約2.9×107J/kg煤油4.6×107J/kg無煙煤約3.4×107J/kg汽油4.6×107J/kg焦炭3.0×107J/kg氫氣1.4×108J/kg木炭3.4×107J/kg焦?fàn)t煤氣約1.7×107J/m3酒精3.0×107J/kg沼氣約1.9×107J/m31.根據(jù)熱值表，計算一下10噸氫完全燃燒放出多少焦耳的熱量？氫的熱值是1.4×108J/kg。解：放出熱量Q=qm

=1.4×108

J/kg×

10×103kg=1.4×1012

J有關(guān)熱值的計算2.若用干木柴完全燃燒來獲得這些熱量，需要多少噸干木柴？干木柴的熱值1.2×107J/kg。解：需要干木柴的質(zhì)量

約120噸干木柴完全燃燒放出的熱量等于10噸氫完全燃燒放出的熱量。

用煤氣灶燒水時，煤氣能完全燃燒嗎？煤氣燃燒放出的熱量能全部被水吸收嗎？燃料的內(nèi)能④燃料不能完全燃燒①

散熱②加熱煤氣灶壁水吸收的熱量③

加熱水壺

內(nèi)燃機(jī)中燃料能夠完全燃燒嗎？燃料燃燒的能量都分別流向哪了？④燃料不能完全燃燒有用的機(jī)械能燃料的內(nèi)能②克服機(jī)器的摩擦①

散熱③

廢氣帶走（2）定義式：（3）物理意義：

熱機(jī)的效率表示使用熱機(jī)時對燃料的利用率的高低，是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)，熱機(jī)的效率高，在做功同樣多的情況下，就消耗更少的燃料，從而節(jié)約能源，減少污染。

用來做有用功的那部分能量，與燃燒完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)的效率。（1）定義：

知識點二：熱機(jī)的效率常見的熱機(jī)效率

蒸汽機(jī)的效率只有6%～15%

汽油機(jī)的效率只有20%～40%

柴油機(jī)的效率只有30%～45%所有熱機(jī)效率都小于1如何提高熱機(jī)效率，節(jié)約能源，減少污染?1.

提高燃料利用率，使燃料充分燃燒；2.

改進(jìn)熱機(jī)，減少各種能量損失；3.

保證良好的潤滑，減少因摩擦額外消耗的能量；4.設(shè)法利用廢氣中的能量.從火車到火箭

生產(chǎn)的發(fā)展需要強大的動力。17世紀(jì)，人類發(fā)明了熱機(jī)。最早的熱機(jī)是蒸汽機(jī)。

交通運輸?shù)陌l(fā)展迫切需要比較輕便的熱機(jī)。于是，內(nèi)燃機(jī)應(yīng)運而生.內(nèi)燃機(jī)有柴油機(jī)、汽油機(jī)兩大類。

電力工業(yè)的發(fā)展需要功率巨大的熱機(jī)來帶動大型發(fā)電機(jī)。1884年出現(xiàn)的蒸汽輪機(jī)滿足了這個需求。

早期的飛機(jī)是由內(nèi)燃機(jī)提供動力的。從上世紀(jì)40年代開始，飛機(jī)上越來越多地使用噴氣式發(fā)動機(jī)。熱機(jī)的效率燃料的熱值概念：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比。單位：焦每千克（J/kg）；焦耳每立方米（J/m3）公式

熱機(jī)的效率定義：用來做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫作熱機(jī)的效率。

提高熱機(jī)的效率1.下列關(guān)于熱值的說法正確的是（）A.2

kg煤的熱值大于1

kg煤的熱值B.燃料熱值越大，燃燒放出的熱量越多C.0.5kg酒精完全燃燒時放出的熱量為1.5×107J，則此酒精的熱值是0.75×107

J/kgD.燃料的熱值是燃料本身的特性，與其他因素?zé)o關(guān)D2．下列提高熱機(jī)效率的方法中，不可行的是（）A．減少各種熱損失B．加潤滑油減少機(jī)器各部件之間的摩擦C．充分利用廢氣的能量，如建熱電站D．采取少消耗總能量的辦法D3.某家庭用燃?xì)鉄崴鲗①|(zhì)量為100kg、溫度為20℃的自來水加熱到50℃，消耗的天然氣體積為1m

3（假設(shè)天然氣完全燃燒）。已知水的比熱容為4.2×10

3J/(kg?℃)，天然氣的熱值為3.2×10

7J/m

3。求：

（1）天然氣完全燃燒放出的熱量；

（2）水吸收的熱量；

（3）該熱水器工作的效率。（1）天然氣完全燃燒放出的熱量；

解：Q放=Vq=1m3×3.2×1