1、第二节第二节热机的效率热机的效率1 1、汽油机有哪四个冲程？、汽油机有哪四个冲程？2 2、哪些冲程发生了能量的转化？如、哪些冲程发生了能量的转化？如何转化？何转化？讨论：讨论：例举一下生活中我例举一下生活中我们可以使用哪些们可以使用哪些可燃烧的可燃烧的材料材料烧开一壶水？烧开一壶水？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燃料可分燃料可分为哪三种为哪三种燃料及燃料的特点燃料及燃料的特点 能够能够燃烧燃烧的物质，如焦炭、煤油、天然气等。的物质，如焦炭、煤油、天然气等。燃料燃烧时发生的是化学变化。燃料
2、燃烧时发生的是化学变化。在这一过程中，燃料的在这一过程中，燃料的化学能化学能转化为转化为内能内能。讨论：将一壶水放在燃烧的木柴上加热，不久就升温了。讨论：将一壶水放在燃烧的木柴上加热，不久就升温了。现在，我们已经知道这是因为水吸收了热量的缘故。现在，我们已经知道这是因为水吸收了热量的缘故。问：那么这些热量从何而来？问：那么这些热量从何而来？是从木柴燃烧时放出的热量来的是从木柴燃烧时放出的热量来的思考思考1：5kg的木材的木材和10kg的木材的木材燃烧时放出的热量是否相同？这说明什么？燃料燃烧时放出的热量跟燃料的质量有关燃料燃烧时放出的热量跟燃料的质量有关同种燃料的质量越大，同种燃料的质量越大，
3、燃烧时放出的热量越多燃烧时放出的热量越多思考思考2：用质量相同质量相同煤油、酒精、纸屑烧水，水升高的温度不 相同，这说明什么？说明了不同的燃料燃烧放出的热量的本领不相同说明了不同的燃料燃烧放出的热量的本领不相同燃料燃烧放出的热量的多少还与什么因素有关？燃料燃烧放出的热量的多少还与什么因素有关？燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？（1）燃料的质量燃料的质量（2）燃料的种类燃料的种类大量实验表明大量实验表明：1、同种燃料同种燃料完全燃烧完全燃烧时放出的热量跟它的质量成正比时放出的热量跟它的质量成正比。2、相同质量的不同燃料，在相同质量的不同燃料，在完全燃烧完全燃烧时
4、放出的热量时放出的热量 并不相等。并不相等。想一想想一想:什么是什么是完全燃烧完全燃烧呢呢?关于关于完全燃烧完全燃烧 就是燃料全部烧尽的意思，即燃料的燃就是燃料全部烧尽的意思，即燃料的燃烧必须与充足的氧气发生完全氧化反应。烧必须与充足的氧气发生完全氧化反应。不同的燃料，即使质量相同，完不同的燃料，即使质量相同，完全燃烧放出的热量也是不同的。全燃烧放出的热量也是不同的。我们该怎样比较不同燃料燃烧时我们该怎样比较不同燃料燃烧时这种放热性能优劣？这种放热性能优劣？为比较不同的燃料，为比较不同的燃料，即使质量相同，完全即使质量相同，完全燃烧放出的热量也是燃烧放出的热量也是不同的，不同的，热值热值燃料的
5、热值燃料的热值单位质量（体积）某种燃料单位质量（体积）某种燃料完全燃烧完全燃烧放出的放出的热量叫做这种热量叫做这种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（固）（固）J/m3（气）（气）无烟煤的热值为无烟煤的热值为3.4107J/kg，表示的含义，表示的含义液化气的热值为液化气的热值为4.9107J/m3，表示的含义，表示的含义表示表示1kg的煤在完全燃烧时所放出的热量为的煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4107J。表示表示1m3的液化气在完全燃烧时所放出的热量为的液化气在完全燃烧时所放出的热量为4.9107J。1.定义定义2.单位及符号单位及符号3.物理物理意义
6、意义2、燃料的热值、燃料的热值(7.18.8)10/(J10/(Jm)m)天然气天然气3.010/(J10/(Jkg)kg)酒精酒精约约3.910/(J10/(Jm m)煤气煤气3.410/(J10/(Jkg)kg)木炭木炭1.410/(J10/(Jkg)kg)氢氢3.010/(J10/(Jkg)kg)焦炭焦炭4.610/(J10/(Jkg)kg)汽油汽油约约3.410/(J10/(Jkg)kg)无烟煤无烟煤4.610/(J10/(Jkg)kg)煤油煤油约约2.910/(J10/(Jkg)kg)烟煤烟煤3.310/(J10/(Jkg)kg)柴油柴油约约1.210/(J10/(Jkg)kg)干木
7、柴干木柴777777777877-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-3-3燃料完全燃烧完全燃烧时放出热量的计算：由热值所表示的物理意义可得出：燃料燃烧放热计算公式燃烧放热计算公式Q=qm Q=qVV的单位的单位是是m3m的单位是的单位是kg 燃料燃烧计算公式燃料燃烧计算公式1kg的干木柴热值比的干木柴热值比0.5kg干木柴热值大干木柴热值大吗？吗？燃料燃烧计算公式的理解燃料燃烧计算公式的理解 理解：理解：公式计算的是公式计算的是燃料完全燃烧完全燃烧时放出的热量 式中式中m必须用必须用Kg为单位，为单位，V必须用必须用m3为单位。为单位。热值热值q与燃料质量和放热的多少没有关系，它与燃料质
8、量和放热的多少没有关系，它是反映燃料优劣的物理属性。是反映燃料优劣的物理属性。强调：强调：它是燃料本身的一种它是燃料本身的一种特性特性，只与燃料的，只与燃料的种类种类有关，与燃料的有关，与燃料的形态、质量、体积形态、质量、体积等均无等均无关。关。干木柴的热值是干木柴的热值是1.2107焦焦/千克，完全燃烧千克，完全燃烧500克干木克干木柴，能放出多少热量？柴，能放出多少热量？4.燃料燃烧放出的热量：燃料燃烧放出的热量：Q=q mq m(固、液体固、液体)或或 Q=q q V(气体气体)1.判断：判断：燃料的热值越大，放出的热量燃料的热值越大，放出的热量越多（越多（）燃料放出的热量越多，说明此燃
9、料放出的热量越多，说明此燃料的热值越大（燃料的热值越大（）质量相等的两种燃料，热值越质量相等的两种燃料，热值越大，放出的热量越多（大，放出的热量越多（）普通的家用煤炉燃烧无烟煤，燃烧普通的家用煤炉燃烧无烟煤，燃烧效率只有效率只有15；普通燃煤锅炉，燃烧效率；普通燃煤锅炉，燃烧效率约为约为30；现代化的锅炉，燃烧效率可达；现代化的锅炉，燃烧效率可达90左右。左右。什么是燃烧效率？什么是燃烧效率？怎样提高燃料的燃烧效率？怎样提高燃料的燃烧效率？在实际在实际利用燃料利用燃料中，燃料很难完全燃中，燃料很难完全燃烧，而且放出的内能不能被完全利用，烧，而且放出的内能不能被完全利用，有效利用的只是其中一部分
10、有效利用的只是其中一部分炉子的效率：炉子的效率：有效利用的热量有效利用的热量与与完全完全燃烧时放出的热量燃烧时放出的热量的比值的比值 燃料燃烧燃料利用效率燃料燃烧燃料利用效率炉子的效率：炉子的效率：有效利用的热量（水吸收的热量）与燃料完有效利用的热量（水吸收的热量）与燃料完 全燃烧放出的热量之比。全燃烧放出的热量之比。公式：公式：=Q吸吸Q放放=cmtmq炉子的效率：炉子的效率：炉子炉子有效利用有效利用的热量与燃料的热量与燃料完全燃烧完全燃烧放出的热量放出的热量之比。之比。=Q有效有效/Q总总=cm(t-t0)/qm2.提高锅炉效率的措施提高锅炉效率的措施:（1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充
11、分燃烧）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更完将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更完全燃烧全燃烧;（2）尽可能减少各种热量损失。）尽可能减少各种热量损失。用各种办法加大受热面积，以减少烟尘废气用各种办法加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量带走的热量;使用较好的保温材料，减少热损失。使用较好的保温材料，减少热损失。1.热机效率：热机效率：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。出的能量之比。（总小于（总小于1）为什么？为什么？公式：公式：=Q有效有效/Q总总100 热机的效率热机的效率汽油机的效率：汽油
12、机的效率：2030%柴油机的效率：柴油机的效率：3045%你认为它们的效率比你想象的高？还是低？你猜想：汽油机、柴油机的效率你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多少？猜猜看！大约是多少？猜猜看！（1）燃料的不完全燃烧燃料的不完全燃烧；（2）燃料燃烧时放出的热量散失的很）燃料燃烧时放出的热量散失的很多，（多，（气缸部件吸热后的热量散失、气缸部件吸热后的热量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量耗的能量）只有一部分被有效利只有一部分被有效利用；用；（3）克服摩擦做功消耗一部分）克服摩擦做功消耗一部分能量。能量。2.影响热机效率低的因素：影响热机效率低的因素：讨
13、论交流：讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？全部用来对外做有用功呢？由于机械传动由于机械传动等，克服摩擦等，克服摩擦所消耗的能量所消耗的能量燃料很难全部燃烧，燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能燃料的化学能不能全部释放全部释放机械传热机械传热损失一部损失一部分能量分能量热机真热机真正转变为正转变为对外做功对外做功的部分的部分废气排出带走的能废气排出带走的能量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3.提高热机效率的措施：提高热机效率的措施：(1)尽可能减少各种热损失尽可能减少各种热损失（保证良
14、好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量）能量）(2)提高燃料的利用率提高燃料的利用率（使燃料充分燃烧；设法利用废气的能量）使燃料充分燃烧；设法利用废气的能量）因此提高热机效率，可提高燃料的利用率。因此提高热机效率，可提高燃料的利用率。即：使燃料即：使燃料充分燃烧充分燃烧，尽量，尽量减小各种热量损失减小各种热量损失，机件间保持机件间保持良好的润滑良好的润滑、减小摩擦减小摩擦。1.酒精的热值比柴油的小这表示（酒精的热值比柴油的小这表示（）A.燃烧酒精比燃烧柴油放出的热量燃烧酒精比燃烧柴油放出的热量少少 B.燃烧酒精比燃烧柴油用的质量多燃烧酒精比燃烧柴油用的质量多
15、 C.相同质量的酒精和柴油中，酒精相同质量的酒精和柴油中，酒精含热量少含热量少 D.完全燃烧相同质量的酒精和柴油完全燃烧相同质量的酒精和柴油时，酒精放热量少时，酒精放热量少D.近期媒价节节攀升，不法商贩近期媒价节节攀升，不法商贩将煤矸石掺在优质煤中高价销售，将煤矸石掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的（是检测下列物理量中的（）A.热值热值 B.比热容比热容 C.温度温度 D.质量质量A3、煤气的热值是煤气的热值是3.9107焦焦/米米3，完全燃烧，完全燃烧500立方立方米煤气，能放出多少热量？米煤气，能放出多少热量？计算计算:1.完
16、全燃烧完全燃烧15千克热值是千克热值是 3.4107焦焦耳耳/千克的木炭，能产生多少热量？想要千克的木炭，能产生多少热量？想要获得这些热量获得这些热量,需要完全燃烧多少千克氢需要完全燃烧多少千克氢气气?(q氢氢=1.4 108焦耳焦耳/千克千克)7Q=mq=15kg3.4107J/kg=5.1108Jm=Q/q=5.1108J/1.4 108 J/kg=3.64kg2.2.把把5kg5kg、4040的水烧开，需要完全燃烧多少的水烧开，需要完全燃烧多少kgkg的干木柴？的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为（已知干木柴的燃烧值为1.21.210107 7J/kgJ/kg，外界为，外界为标准大气压，并且
17、燃料完全燃烧放出的热量全标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）部被水吸收）吸吸=C（t-t。）。）=4.2103J/（kg）5kg(100-40)=1.26106J吸吸=Q放放且且Q放放=mqm=Q放放/q=1.26106J/1.2107J/kg=0.105kg3.把把5kg40的水烧开，需要完全燃烧多少的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的热值为的干木柴？（已知干木柴的热值为1.2107J/kg，外界为标准大气压，并且燃，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）解解：Q吸吸=cm（t-t0）=4200J/(kg0C)5kg600C=1.26 106J；Q放放Q吸吸m1=Q放放/q=1.2106J/(1.2107J/kg)=0.105kg4.把把5kg、40的水烧开，需要完的水烧开，需要完全燃烧多少全燃烧多少kg的干木柴？的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为（已知干木柴的燃烧值为1.2107J/kg，外，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）的热量全部被水吸收）再再见见
