第二章

改變世界的熱機(jī)第3節(jié)

熱機(jī)效率1.通過經(jīng)歷“分析汽車內(nèi)燃機(jī)的能量流向”的過程，了解熱機(jī)效率的概念.2.通過對比，了解不同熱機(jī)的效率值.3.了解熱機(jī)的使用對社會(huì)的貢獻(xiàn)和給環(huán)境帶來的污染.討論交流：熱機(jī)里的能量轉(zhuǎn)化在內(nèi)燃機(jī)里，燃料釋放的能量都到哪里去了？知識點(diǎn)1熱機(jī)效率燃料釋放的熱量（100%）廢氣（33%~35%）冷卻水（30%~32%）摩擦與輻射（7%~9%）100%輸出有用功（25%~30%）發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇（10%）變速齒輪（10%）軸（4%）克服車輪阻力（17%）克服空氣阻力（42%）克服爬坡阻力（17%）汽車內(nèi)燃機(jī)的能量流向

我們把熱機(jī)所做有用功與所用燃料完全燃燒釋放的熱量之比叫做熱機(jī)的效率。公式：

用來描述熱機(jī)的性能，是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)。由于熱機(jī)在工作過程中總有能量損失，熱機(jī)的效率總小于1。一些熱機(jī)的效率蒸汽機(jī)4%~8%燃汽輪機(jī)50%~60%蒸汽輪機(jī)25%~30%汽油機(jī)26%~40%柴油機(jī)34%~45%噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)50%~60%如何提高熱機(jī)的效率？提高熱機(jī)效率的途徑：（1）使燃料充分燃燒。（2）盡量減少各種熱損失。（3）在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上，采用先進(jìn)的技術(shù)。（4）使用熱機(jī)時(shí)，注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，合理調(diào)整運(yùn)動(dòng)零件之間的間隙，減小因克服摩擦阻力而額外消耗的能量。汽車在平直公路上勻速行駛9.2km，消耗燃油1kg，已知汽車的牽引力是2000N，則汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是______。(燃油熱值取4.6×107J/kg)解析：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功W有用=Fs=2000N×9.2×103

m=1.84×107

J

40%燃油完全燃燒放出的熱量Q放=mq=1kg×4.6×107

J/kg=4.6×107J汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率η=W有用/Q放=1.84×107J/4.6×107J=40%18世紀(jì)中后期，蒸汽機(jī)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了紡織工業(yè)機(jī)械化18世紀(jì)末，蒸汽機(jī)廣泛應(yīng)用在采礦業(yè)上用蒸汽輪機(jī)發(fā)電的火電站極大地推動(dòng)了人類的第一次工業(yè)革命知識點(diǎn)2熱機(jī)的使用與環(huán)境保護(hù)熱機(jī)極大地提高了生產(chǎn)力，極大地改變了交通方式

幾百年來，為了提高熱機(jī)效率，科學(xué)家、工程師去探索、創(chuàng)新，技術(shù)日趨先進(jìn)，應(yīng)用更加廣泛。各種火電站和熱電站，蒸汽輪機(jī)正將煤炭、天然氣和石油轉(zhuǎn)化為電能；以熱機(jī)為動(dòng)力的汽車、飛機(jī)、輪船把世界聯(lián)系在一起。熱機(jī)造成的環(huán)境污染：1.大氣污染

熱機(jī)工作時(shí)排放的大量氮氧化物、碳氧化物、鉛等是大氣污染的主要來源，直接危害人體健康，影響農(nóng)作物的生長。2.噪聲污染

大量由熱機(jī)作動(dòng)力的機(jī)器工作時(shí)產(chǎn)生的噪聲，影響人類的正常生活，甚至危害人體健康。3.熱污染

熱機(jī)排出的二氧化碳，引起“溫室效應(yīng)”，熱機(jī)產(chǎn)生的廢氣和冷卻水帶走的熱量，成為“熱島效應(yīng)”的元兇之一。保護(hù)環(huán)境的措施：①研究和開發(fā)低能耗、污染小的高性能熱機(jī)；②改進(jìn)燃燒設(shè)備，消除煙塵；③提高燃料的綜合利用率，采取集中供暖；④在內(nèi)燃機(jī)排氣管上安裝消聲器，以減少噪聲污染；⑤節(jié)約能源和開發(fā)新能源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。下列關(guān)于熱機(jī)和環(huán)境保護(hù)的說法中，正確的是()A.熱機(jī)的大量使用會(huì)造成環(huán)境污染B.所有的熱機(jī)都是用柴油作為燃料C.汽車排出的尾氣全部都是有毒氣體D.熱機(jī)所產(chǎn)生的噪聲，可以被熱機(jī)上的消聲器完全消除解析：熱機(jī)的大量使用會(huì)帶來噪聲和大氣污染,其噪聲無法通過消聲器完全消除,排出的廢氣中有一定量的有毒氣體,并非完全是有毒氣體。不同熱機(jī)的燃料一般是不同的。故A正確。答案：A熱機(jī)效率熱機(jī)效率物理意義能量轉(zhuǎn)化定義影響因素

1.某種燃料完全燃燒

與其

?之比，叫做這種燃料

的熱值。2.燃料燃燒放熱的計(jì)算公式：Q放＝

?。3.熱值是燃料本身的一種

。木炭的熱值為3.4×107J/kg，其物

理含義是

?。4.熱機(jī)的效率：

與

?

?之比。放出的熱量

質(zhì)量

mq

特性

1kg木炭完全燃燒放出的熱量為3.4×107J

用來做有用功的那部分能量

燃料完全燃燒放出

的能量

1.對于燃料的熱值，下列說法中正確的是(

C

)A.燃料的熱值跟燃料燃燒時(shí)放出的熱量成正比B.燃料沒燃燒時(shí)就沒有熱值C.就某種燃料而言，它的熱值是一個(gè)確定的值，跟燃料的質(zhì)量及燃料

燃燒放出的熱量無關(guān)D.容易燃燒的燃料熱值一定大C1232.一臺內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)各種能量損耗大致為汽缸散熱損失占25％，廢氣帶走的能量占30％，摩擦等機(jī)械損耗占10％，則內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)效率為

?。35％

1233.燃?xì)庠顭畷r(shí)，把質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水加熱到100℃，共燃

燒了0.02m3的天然氣(假設(shè)天然氣完全燃燒)。已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值為8.4×107J/m3。求：(1)水吸收的熱量。解：(1)水吸收的熱量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃

－20℃)＝