第十四章 内能的利用第十四章 内能的利用第第2 2节节 热机的效率热机的效率 情景引入情景引入乔治乔治··斯蒂芬森，斯蒂芬森，17811781年年6 6月月9 9日生于诺森伯兰地区日生于诺森伯兰地区（现在的纽卡斯尔）的华（现在的纽卡斯尔）的华勒姆村，勒姆村，18481848年年8 8月月1212日日去世，英国工程师，第一去世，英国工程师，第一次工业革命期间发明火车次工业革命期间发明火车机车，被誉为机车，被誉为““铁路机车铁路机车之父之父”” 它们的能量利用率高吗？它们的能量利用率高吗？情景引入情景引入 燃烧的利用率高吗？燃烧的利用率高吗？情景引入情景引入 讨论：生活中我们可以使用哪些讨论：生活中我们可以使用哪些可燃烧的材料可燃烧的材料烧开一烧开一壶水？壶水？草木、煤炭等草木、煤炭等石油、酒精、汽油等石油、酒精、汽油等煤气、天然气煤气、天然气 等等固体燃料固体燃料液体燃料液体燃料气体燃料气体燃料情景引入情景引入 燃料的热值燃料的热值•思考思考1 1：我们要烧开同一壶水，现有三种燃料：干：我们要烧开同一壶水，现有三种燃料：干草、木柴、煤炭，所用燃料的量相同吗？用哪种草、木柴、煤炭，所用燃料的量相同吗？用哪种燃料用量最少？燃料用量最少？•思考思考2 2：为什么提供相同的能量，不同燃料所需的：为什么提供相同的能量，不同燃料所需的量不同？量不同？质量相等的不同燃料在完全燃烧质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出能量的本领不同。
我们时所放出能量的本领不同我们用热值这个概念来表示燃料放出用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领热量的本领 1.热值（热值（q q））•定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，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叫做这种燃料的热值•物理意义：物理意义：表示燃料放出热量的本领表示燃料放出热量的本领•热值在数值上等于热值在数值上等于1kg1kg某种燃料完全燃烧放出的热某种燃料完全燃烧放出的热量•国际单位：焦每千克；符号：国际单位：焦每千克；符号：J/kgJ/kg 气体燃料的热值单位：焦每立方米；符号：气体燃料的热值单位：焦每立方米；符号：J/mJ/m3 3•燃料完全燃烧放热公式：燃料完全燃烧放热公式：Q Q= =mqmq或或Q Q= =VqVq（适用于气体）（适用于气体）燃料的热值燃料的热值 说出表中热值最大的燃料是什么？并说明其物理意义说出表中热值最大的燃料是什么？并说明其物理意义2．了解燃料的热值表了解燃料的热值表燃料的热值燃料的热值 •思考：观察热值表，你有什么收获？思考：观察热值表，你有什么收获？•结论：热值的大小只与燃料种类有关结论：热值的大小只与燃料种类有关。
燃料的热值燃料的热值 3．有关燃料燃烧放热的计算有关燃料燃烧放热的计算例．某个家庭预计每月使用天然气例．某个家庭预计每月使用天然气4m4m3 3，这些天然气，这些天然气完全燃烧放出多少热量？相当于多少千克干木柴完完全燃烧放出多少热量？相当于多少千克干木柴完全燃烧放出的热量？（天然气热值为全燃烧放出的热量？（天然气热值为7.57.5××10107 7J/mJ/m3 3，干木柴热值为，干木柴热值为10107 7J/kgJ/kg））解：Q=V气q气=4m3×7.5×107J/m3 =3×108J；m柴=Q÷q柴=3×108J ÷ 107J/kg=30kg燃料的热值燃料的热值 •思考：在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？热机的效率热机的效率废气带走的能量废气带走的能量散热、克服摩擦损失散热、克服摩擦损失 1 1．用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放．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，叫做热机的效率出的能量之比，叫做热机的效率 蒸汽机的效率只有蒸汽机的效率只有6%~15% 汽油机的效率为汽油机的效率为 20%~30%柴油机的效率为柴油机的效率为30%~45%热机的效率热机的效率 2．提高热机效率，节约能源，减少污染．提高热机效率，节约能源，减少污染•制造上采用先进的技术；制造上采用先进的技术；•尽可能使燃料充分燃烧；尽可能使燃料充分燃烧；•尽量减少各种热量损失尽量减少各种热量损失( (利用废气来供热利用废气来供热) ) ；；•在热机的设计和制造过程中尽量减小摩擦等在热机的设计和制造过程中尽量减小摩擦等阻力。
阻力热机的效率热机的效率 从火车到火箭热机蒸汽机内燃机汽轮机喷气发动机火箭科学科学·技术技术·社会社会 课堂小结课堂小结1．．通过这节课你学到了什么？通过这节课你学到了什么？2．燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关？．燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关？3．如何提高热机的效率？这样做又有哪些积极．如何提高热机的效率？这样做又有哪些积极意义？意义？ 课堂反馈课堂反馈1．四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均四口之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200kg200kg，烟煤约，烟煤约80kg80kg，液化石，液化石油气约油气约30kg30kg，煤气约，煤气约60kg60kg这四种燃料中的热值最这四种燃料中的热值最高的是高的是( )( )A A．液化石油气 ．液化石油气 B B．煤气．煤气 C C．烟煤．烟煤 D D．木柴．木柴A 2．杯中的某种液体燃料，倒掉一半后，对剩下的半杯中的某种液体燃料，倒掉一半后，对剩下的半杯液体描述不正确的是（杯液体描述不正确的是（ ）） A A．热值减半．热值减半 B B．密度不变．密度不变 C C．质量减半．质量减半 D D．比热容不变．比热容不变 课堂反馈课堂反馈A 3 3．下列提高热机效率的方法中，不可行的是（．下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ ））A A．减少各种热损失．减少各种热损失 B B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦C C．充分利用废气的能量，如建热电站．充分利用废气的能量，如建热电站 D D．采取少消耗总能量的办法．采取少消耗总能量的办法课堂反馈课堂反馈D 4 4．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%30%，在柴油机内完全燃烧，在柴油机内完全燃烧2kg2kg柴油能柴油能放热放热_____J_____J，这些热通过柴油机的转化能对外做有用，这些热通过柴油机的转化能对外做有用 功功_____J_____J。
柴油的热值为柴油的热值为3.33.3××10107 7J/kgJ/kg））课堂反馈课堂反馈 。