热机效率

1、1 第 2 2 节 热机的效率 自主预习探新知 新知初探 一燃料的热值 1 1热值 1定义：某种燃料放出的热量与其之比。
2数值：热值在数值上等于 1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量。
2 2热值的单位：，读作：焦每千克。
二热机的效率 。

2、程引擎”,在完成四冲程工作后,会把水注入汽缸,使水瞬间变成水蒸气,从而带动活塞运动,产生第五冲程,为汽车提供动力,第六冲程让水蒸气进入冷凝器,变成可再次注入汽缸的水。
该“六冲程引擎”的优点是可节约燃料,提高热机的效率。
从而引入本节课题。
【互动新授】(一)燃料的热值1.燃料:教师指出:燃烧是生活中一种常见的现象,人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭,在现代社会,人类所用能量绝大部分依然是从燃料的燃烧中获得的。
让学生阅读教材想想议议,结合生活经验举例说明常见的常规燃料并进行分类。
固体燃料:木柴、煤等。
液体燃料:汽油、柴油、酒精等。
气体燃料:煤气、天然气等。
引导学生分析燃烧过程中的能量转化,将燃料的化学能转化为内能。
2.热值:提出问题:1 kg 的煤炭和天然气,燃烧产生的热量一样多吗?哪个放出的热量更多?演示实验:点燃一根火柴和一根与火柴等长等粗的沾满汽油的铁丝,观察燃烧的时间和燃烧程度。
学生自主学习教材内容,讨论得出:相同质量的煤炭和天然气燃烧时放出的热量是不同的,从而引入热值的概念:我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫作这种燃料的热值。
学生自主学习了解热值的数值和单位,热。

3、值与燃料的种类有关 C燃料的热值与燃料的多少有关 D燃料的热值与上面三个因素都有关,解析：选B。
热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系。
,下面说法不正确的是（ ） A燃料燃烧时，将化学能转化为内能 B人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的 Cl kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值 D提高燃料的利用率是节约能源的重要措施,解析：选C。
lkg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，必须加上“完全”两个字，故C错。
,热量的计算,例题：十堰市在未来几年将用上天然气，若某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完全燃烧放出热量是_J，相当于_kg柴薪完全燃烧放出的热量。
（天然气的热值约为7.5107J/m3，柴薪的热值约为1107J/kg） 解析：4m3完全燃烧放出的热量是Q放=Vq=4m3 7.5107J/m3=3108J；柴薪的质量m=Q/q=3108J/1 107J/kg=30kg。
答案：。

4、放出的热量是否相同？,燃料的热值,经验告诉我们，燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。
,燃烧1kg煤放出的热量是燃烧1kg木柴放出热量的两倍多,思考：如何比较不同燃料燃烧时的放热本领呢？,燃料的热值,我们把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。
,国际单位：焦每千克；符号：J/kg。
气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m,热值在数值上等于 1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
,（1）热值的定义,（2）热值的物理意义,（3）热值的单位,思考：无烟煤的热值是3.4107J/kg，其含义是什么？,1kg的无烟煤完全燃烧放出的热量是3.4107J。
,燃料的热值,热值是燃料的一种性质，不同燃料的热值一般不同。
,燃料的热值大小与燃料的质量大小无关。
,燃料的热值,问题：完全燃烧5kg的无烟煤（热值为3.4107J/kg）可以放出多少热量？,1kg无烟煤完全燃烧放出的热量是3.4107J,5kg无烟煤完全燃烧放出的热量是：,3.4107J5 =1.7108J,燃烧放。

5、体燃料,木炭、煤等,汽油、酒精等,煤气、天然气等,（1）1kg的干木柴和10kg的干木柴在同样燃烧时，放出的热量是否相同？ （2）相同条件下，1kg干木柴和1kg煤，哪一种燃料能烧开更多的水？ （3）1kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？,讲授新课,某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。
,物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
,国际单位：焦每千克，符号是J/kg。
,固体或液体燃料完全燃烧放出的热量的计算公式为Q=qm，气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为Q=qV。
,讲授新课,讲授新课,为什么发射火箭上天要用氢做燃料？,讲授新课,根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？,若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？,氢的热值是1.4108 J/kg,干木柴的热值1.2107 J/kg,放出热量Q = qm=1.4108 J/kg 10103 kg=1.41012 J,需要干木柴,约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧。

6、这种燃料的热值。
2热值的单位由热量与质量的单位组合而成，在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，所以热值的单位是焦每千克，符号是 J/kg。
3酒精的热值是 3.0107_J/kg，它的物理意义是：1 kg 酒精完全燃烧所放出来的热量是 3.0107_J。
【合作探究】教师巡视辅导。
1说一说：在我们的家庭中，会使用哪些燃料？答：煤、液化气、木柴等。
2根据我们的生活经验想一想：烧开同样一壶水，使用不同的燃料，所消耗的燃料的质量是一样多吗？ 答：烧开同样一壶水，使用不同的燃料，消耗的燃料的质量是不同的；这说明什么？答：这说明，不同的燃料，燃烧后放出的热量是不同的。
3在物理学中，我们用热值的概念来表示这种差异。
这种下定义的方法叫“比值法” 。
4阅读 P23 第二段的内容，归纳一下利用燃料的热值和质量，来计算燃料完全燃烧所放出热量的公式。
(用 Q 放 表示放出的热量，q 代表燃料的热值 ，m 代表燃料的质量)答：Q 放 qm5如果是气体燃料，公式又是什么样的？答：Q 放 qV6请写出这二个公式的推导式。
答：mQ 放 /q，qQ 放 /m，。

7、所放出来的热量是_J。
4热值是物质本身的一种特性，与燃料的质量、燃烧的状态、放出热量的多少无关。
二、热机的效率1对于热机而言，用来做有用功的那一部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫_。
2蒸汽机的效率只有_，汽油机的效率可以达到_，柴油机的效率可以达到_。
3设法利用_，是提高燃料利用率的重要措施。
4提高热机效率，节约能源，减少污染（1）热机的效率是热机性能的重要指标；（2）提高效率的途径。
提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；改进热机，减少各种能量损失。
热量 其质量 热值 热量 质量 焦耳 千克 焦每千克 J/kg 3.0107 J/kg 1 完全燃烧 3.0107 J效率 6%15% 20%30% 30%45% 废气的能量一、燃料的利用率1影响燃料有效利用的因素（1）燃料不可能完全燃烧；（2）燃料燃烧放出热量大部分散失掉了，。

8、油,若燃料油的热值为 4.0107 J/kg,则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 6.8109 J,燃烧时燃料油的化学能转化为 内 能。
3.关于燃料的热值,下列说法中正确的是 ( A )A.燃料的热值与燃料的种类有关 ,与燃料的质量和燃烧状况无关B.燃烧 1 kg 某种燃料放出热量的大小等于燃料热值的大小C.燃料燃烧时,质量越大,热值越大D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小知识点 2 热机效率4.某汽油机在工作过程中损耗掉的那部分能量是燃料完全燃烧所释放能量的四分之一,则此汽油机的热机效率是 75% 。
5.甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高,这表明 ( D )A.甲做功比乙多B.甲做功比乙快C.甲消耗的汽油比乙少D.以相同的速度行驶相同的路程 ,乙消耗的汽油多6.为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率的是 ( D )A.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全B.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦D.尽量增加热机的工作时间知识点 3 环境保护7.汽车为。

9、是因为液态氢具有（ ）A. 较小的密度 B. 较低的沸点 C. 较大的比热容 D. 较高的热值4.一台四冲程内燃机转速为 600r/min，则（ ）A. 每分钟内做功 100 次，共有 400 个冲程 B. 每分钟内做功 200 次，共有 200 个冲程C. 每秒内做功 20 次，共有 10 个冲程 D. 每秒内做功 5 次，共有 20 个冲程5.关于燃料和热值，以下说法正确的是（ ）A. 燃料热值与燃料的质量无关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6.8 月，我国发射了全球首颗量子卫星，为纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“ 墨子号” 发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（ ）A. 较小的密度 B. 较大的比热容 C. 较低的沸点 D. 较高的热值7.随着航天事业发展需要，我国正研制大功率液氢发动机这种发动机使用液氢作。

10、热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
,（1）定义,（2）物理意义,（3）单位,观察热值表，你有什么收获？,常用燃料的热值（单位：J/kg）,2了解燃料的热值表,烟煤的热值是多少，其物理意义是什么？,热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关,为什么发射火箭上天要用氢做燃料？,3有关燃料燃烧放热的计算,想一想,热值计算公式,根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？,再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？,氢的热值是1.4108 J/kg,干木柴的热值1.2107 J/kg,放出热量Q = 热值质量=1.4108 J/kg 10103 kg=1.41012 J,需要干木柴,约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。
,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？,无用的机械 能,二、热机的效率,想一想,燃气内能,损失的内能,热机的效率,1用来做有用功的。

11、惯，增强学生的环保意识。
,学情分析,学生有一定的基础知识和生活经验； 具备了一定的分析问题、解决问题的能力和环保意识； 学生认识事物还停留于表面现象、知识有些遗忘； 学生个体差异较大（自觉性、学习能力）,学习目标,1、通过认识热机能量走向图，并与机械效率对比，理解热机效率概念，并会应用热机效率简单计算。
2、通过了解热机的发展史，感受到热机的迅速发展在推动人类社会进步的同时也造成了环境污染，让学生认识到环境保护的重要性，培养学生环保意识。
重点：热机效率的概念建立及应用。
难点：应用热机效率解决问题,说教学程序,（一）、导入利用生活中学生最熟悉的煮饭，引入课题第一个知识点“热机的效率”。
我采用这样的方法：先师提问： 1、天燃气的热值q=7.2107J/m3,假如做一顿饭用了1m3的天燃气，请同学们算一算，完全燃烧这么多天燃气放出的热量是多少？ （巩固复习旧知识） 2、这些能量是不是都被你做的饭吸收了？ 3、如果不是完全被吸收了，那还有些能量跑哪去了？（学生讨论后回答）之后，师引入课题：今天我们就来学习有关热机中内能利用的问题。
,（二）新课进行,1、热机的效率 （1）师展示能。

12、示，根据表中的数据分析：一些热机的热机效率蒸汽机 4%8%蒸汽轮机 25%30%燃气轮机 50%60%柴油机 34%45%汽油机 26%40%问题 1：一般情况下柴油机的效率比汽油机_。
问题 2：表中数据显示出热机的效率普遍偏低，主要原因有：_ _；_ _。
二、阅读教材 P30 P31 的内容，并结合图“汽车内燃机的能量流向”分析。
问题 1：提高热机效率的途径有：尽量减少各种热损失。
尽可能使燃料_ _。
保持良好的润滑，减少_ _损失的能量。
在设计和制造上采用先进技术。
问题 2：内燃机的大量使用，促进了社会的进步，使人们享受了现代文明。
但在使用内燃机的同时又给人们带来了污染，这主要是指_ _污染和_污染。
参考答案一、 有用功；完全；小于高；废气带走大量的热；热机部件间的摩擦大，克服摩擦做功二、充分燃烧；克服摩擦做功大气；噪声。

13、14.214.2 热机效率热机效率 一夯实基础 1.据中央电视台新闻联播报道，2016 年 7 月，我国将发射全球首颗量子通信卫星发射卫星的火箭使 用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的 A热值大 B比热容大 C密度大 D以上说法都不正确。

14、1：从情景入手，让学生根据生活经验分析，用 煤气烧水时，煤气燃烧释放的热量能否被水完全吸收？有哪些能量损失？总结：（1）煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量；（2）装水的容器吸收了一部分能量、煤气灶本身吸收一部分热量、高温的烟气带走了一部分能量、还有一部分能量散失掉了，只有水吸收的热量才是有效利用的。
活动 2：根据以上的分析让学生总结出煤气灶的效率的表达式为 。
Q水 吸总活动 3：出示汽油机模型，演示其工作 过程，让学生讨论分析热机在工作的过程中有哪些能量损失？如何来表 示热机的效率？学生以组为单位阐明自己组的观点，其他组给予补充。
师出示课件展示热机能量流向图，总结问题。
归纳总结：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，叫作热机的效率。
表达式为 WQ有 用总探究点二 如何提高热机效率让燃料尽可能充分燃烧，减小内能损失，运动部件润滑良好。
活动：让学生根据热机效率的能量流向图， 分析、讨论得出如何提高热机效率？总结：（1）使用上，正确使用、保养，保证良好的润滑；（2）在设计制造上，不断改进和革新；（3）调整运动零件之间的间隙得当；（4）设法利用废气带走的能量。
探究。

15、0%）,100%,发动机风扇（10%）,变速齿轮（10%）,轴（4%）,克服车轮阻力（17%）,克服空气阻力（42%）,克服爬坡阻力（17%）,汽车内燃机的能量流向,讲授新课,定义：热机所做有用功与燃料完全燃烧释放的热量之比叫作热机效率。
,公式：,热机效率是热机的重要指标。
效率高，性能好。
,讲授新课,一些热机的效率,讲授新课,用蒸汽轮机发电的火电站。
,讲授新课,几百年来，为了提高热机效率，科学家、工程师去探索、创新，技术日趋先进，应用更加广泛。
各种火电站和热电站，蒸汽轮机正将煤炭、天然气和石油转化为电能；以热机为动力的汽车、飞机、轮船把世界联系在一起。
,讲授新课,2015.9.3中国举行阅兵庆祝活动，得到世界好评。
你知道北京的阅兵蓝天的美景采取了哪些措施吗？,讲授新课,火电站 炼钢厂 拥堵的汽车,热机，给人类文明带来了进步，也给环境造成了污染。
,热机排出的二氧化碳引起温室效应，对地球表面热平衡有较大影响。
,讲授新课,我们的主要交通工具汽车，是许多城市环境污染的主要来源。
,排放大量的氮氧化物、碳氧化物和铅，废气和冷却水带走。

16、         叫机械效率。
2内燃机将    能转化成    能。
内燃机一个工作循环的四个冲程依次为      冲程、      冲程、冲程和        冲程。
二、尝试学习1在内燃机里，燃料释放的能量都到哪里去了？2                       叫做热机的效率。
课堂学习一、热机效率1交流讨论：热机里的能量转化。
结合教材图 2-3-2，在内燃机里，燃料释放的能量流向有哪些？2热机的效率定义：     &am。

17、g的木材完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？,2.影响燃料燃烧放出热量的因素。
,想想议议,归纳总结,影响燃料燃烧放出热量的因素： 燃料的质量；燃料的种类；燃料燃烧的状况。
,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。
,固液体燃料：焦每千克；符号：J/kg。
气体燃料：焦每立方米；符号：J/m,3热值的概念,热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
,（1）定义,（2）物理意义,（3）国际单位,你有哪些发现？,（4）燃料的热值表,1.热值的大小只与燃料种类有关。
2. 不同燃料的热值一般不同。
3. 氢的热值最大。
,4.燃料完全燃烧放热的计算公式,（1）固体或液体燃料完全燃烧放热的计算公式：Q = qm其中 q表示热值，单位是J/kg。
m表示质量，单位是kg。
（2）气体燃料完全燃烧放热的计算公式：Q = qV其中q表示热值，单位是J/m V表示体积，单位是m,归纳总结,公式推导,（1）酒精的热值是3.0107J/kg，它的物理意义是什么？,（2）2kg的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦？,1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0&#。

18、部分。
,热机效率,热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率，即：=,进入新课,议一议,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； 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。
,想一想,热机的效率能达到100%吗？为什么？,不能达到100%，因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失以燃料条件的限制，这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即热机效率小于100%。
,环境保护,热机为人类的发展做出出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题：,1.对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死. 2.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长. 3.破坏土壤、植被、森林. 4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料. 5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍.,酸雨的危害,讨论交流,如何保护我们的环境？,改进燃烧设备，加装消烟除尘装置; 集中供热； 减少石油燃。

19、3.了解热机效率，知道热机工作时燃料释放能量的主要流向。
4.知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在。
,柴：约200kg； 液化石油气：约30kg 家用煤（蜂窝煤）：约90kg；,一个四口之家使用某种燃料时的月消耗量。
,合作探究,1.热值的概念、单位：,木柴、煤炭、液化石油气在燃烧时都会释放能量，但它们释放能量的能力是否相同呢？如果不同，那又如何来表示它们这种能力的大小呢？,用热值表示不同燃料燃烧释放能量的能力。
,某种燃料完全燃烧释放出的热量与所用该燃料的质量之比叫作这种燃料的热值。
,用q表示。
单位是J/kg，气体燃料热值单位是J/m,观察热值表，你有哪些发现？,2.热值表,1.哪种燃料的热值最大？它表示的物理意义是什么？,在热值表中，氢气的热值最大，为1.4108J； 该热值表示的物理意义是1m3的氢气完全燃烧放出的热量是1.4108J。
,2.干木柴的热值是多大？5kg的干木柴用掉一半，剩余木柴的热值是多少？,干木柴的热值是1.2107J/kg，5kg的干木柴用掉一半，剩余干木柴的热值仍是1.2107J。

20、高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料3(对应例 2)氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。
氢气的热值为14.3107J/kg，完全燃烧 0.5kg 的氢气可放出_J 的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值为_。
4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为 ，柴油的热值为 Q，将质量为 m 的柴油完全燃烧，能放出的热量 Q_，这些热量通过该柴油机的转化对外所做的有用功 W_。
5下列说法中正确的是()A一桶柴油的热值比一杯柴油的热值大B四冲程内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能C物体吸收热量后，内能变大，温度一定升高D打开醋瓶能嗅到醋味，说明分子间存在引力6两台柴油机，若甲柴油机的效率高于乙柴油机，则()A在输出功相同的情况下，甲柴油机消耗的柴油多于乙柴油机消耗的柴油B甲柴油机的功率小于乙柴油机的功率C甲柴油机消耗的柴油多于乙柴油机消耗的柴油D在功率相同的情况下，甲柴油机消耗的柴油少于乙柴油机消耗的柴油7甲乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是()A甲的功率大于乙的功率B甲消耗的燃料多于乙消耗的。