14.2热机效率

第二节热机效率自学检测1.热机是将燃烧时放出的转化为的机器。热机的种类很多，例如、、、等。2.四冲程热机的一个工作循环由、、、四个冲程组成，其中只有冲程是高温高压燃气膨胀对外做功。3.内燃机包括机和机，是利用燃烧汽油来工作的，是利用燃烧柴油来工作的。4.汽油机在构造上，是由进气门、排气门、、、、、飞轮以及组成。燃料机械能内能喷气式发动机汽轮机内燃机蒸汽机汽油排气做功压缩吸气做功柴油机汽油机柴油火花塞连杆汽缸曲轴活塞自学检测汽油机的工作原理：7.吸气冲程：打开，关闭。活塞由汽缸端向端运动，组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。8.压缩冲程：进气门和排气门都，活塞由汽缸端向端运动，燃料混合物被压缩，压强，温度。9.做功冲程：在压缩冲程末尾，产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞由汽缸端向端加速运动，并通过连杆带动曲轴和飞轮快速转动。10.排气冲程：关闭，打开，活塞由汽缸端向端运动，把废气排出气缸。为下一个做好准备。火花塞汽油和空气上排气门进气门上增大下下下关闭升高上进气门排气门下上工作循环自学检测柴油机的工作原理：7.吸气冲程：打开，关闭。活塞由汽缸端向端运动，外界从进气门吸入气缸。8.压缩冲程：进气门和排气门都，活塞由汽缸端向端运动，空气被压缩成高温的气体，其温度超过柴油的。9.做功冲程：在压缩冲程末尾，由向汽缸内喷射雾状的柴油，这些雾状柴油在汽缸内高温空气中剧烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞由汽缸端向端加速运动，并通过连杆带动曲轴和飞轮快速转动。10.排气冲程：关闭，打开，活塞由汽缸端向端运动，把废气排出气缸。为下一个做好准备。空气上排气门进气门上下下下关闭上进气门排气门下上工作循环喷油嘴燃点7.汽油机和柴油机在构造和工作原理上有哪些相同点和不同点？相同点1．基本构造和主要部件的作用相似。2．每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3．四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。4．一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。7.汽油机和柴油机在构造和工作原理上有哪些相同点和不同点？不同点1．构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。2．燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。3．吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。4．点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。学习目标•1、会用比值定义法理解热值的概念•2、能进行燃料放热的计算•3、能说出热机能量的主要流程•4、知道提高热机效率的途径•5、认识热机对环境的影响它们都离不开燃料。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。固体燃料液体燃料气体燃料燃料可分为三种〖请你说说〗日常生活中常用到的燃料有哪些？常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。你能列举一些常见的燃料吗？它们分别属于哪一类？质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。在物理学中，把1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做燃料的热值。热值的符号：q单位：J/kg（J/m3）固体和液体燃料气体燃料热值是反映燃料燃烧时化学能车化为内能的本领的大小的物理量，同种燃料的热值与燃料的质量无关。Q=mq•质量m为的燃料完全燃烧释放的能量是：Q：燃料完全燃烧释放的热量ｑ：燃料的热值ｍ：燃料的质量无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示1kg的煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4×107J。液化气的热值为4.9×107J/m3，表示1m3的液化气在完全燃烧时所放出的热量为4.9×107J。请计算：干木柴烟煤汽油•为了反映燃料燃烧是释放能量的本领的大小，物理上引入热值这个物理量•燃料的热值：在物理学中，把1Kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量•热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小的物理量，同种燃料的热值与燃料的质量无关•提出问题：•燃料在燃烧是所放出的热量的多少与哪些因素有关？•猜想：质量、燃料充分程度、燃料种类•质量相等的不同燃料在完全燃烧是所放出的热量是不同的火箭为什么用液态氢做燃料？•例题：计算4Kg柴油完全燃烧释放的热量。（q=3.3X107J/Kg）•已知：m=4Kg,q=3.3x107J/Kg•求：Q•解：Q=mq•=4KgX3.3X107J/Kg•答：完全燃烧释放的热量为1.32x108J反馈练习•1、燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。•2、1Kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。无烟煤的热值是3.4x107J/Kg，它的物理意义是：1Kg的无烟煤完全燃烧放出的热量为3.4x107J•近期煤价节节攀升，不少不法商贩将煤矸石破碎之后在优质煤中销售，假如你是检察人员，最巧当的方法是检测下列物理量中的（）•A、比热容B、温度C、热值•D、质量C•航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（）•A、较小的质量•B、较小的密度•C、较大的比热容•D、较大的热值D•由热值的定义可知，热值q=，式中m是燃料的质量，Q是燃料完全燃烧放出的热量，那么（）•A、热值的大小的与Q成正比•B、热值的大小与m成反比•C、热值的大小与Q、m都有关，由Q与m共同决定•D、热值的大小与Q、m都无关，由燃料的种类决定讨论交流：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？由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量废气排出带走的能量热机中燃料释放能量的主要走向示意图•由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只燃料燃烧时所释放能量的一部分。•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：η=W有Q放×100%由图可见，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。热机效率：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。提高热机效率的主要途径:减少热机工作中的各种能量损失.具体方法:首先要减少燃烧过程中的热量损失;其次是要尽量简化机械传动部分,并选用优良的润滑材料减小摩擦,以减少机械损失.如内燃机要掌握好火花塞点火或喷油嘴喷油的最佳时间;蒸汽类热机,常将煤研磨成粉状,用风吹入锅炉内燃烧.这些措施都可以使燃料燃烧得更充分一些.各种热机的效率:蒸汽机:6﹪~15﹪汽油机：20﹪~30﹪柴油机：30﹪~40﹪飞机上的喷气式发动机：50﹪~60﹪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；•在热机的设计和制造上采用先进的技术；•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%。质量为10Kg，初温为20摄氏度的水，在一标准大气压下将这些水加热至沸腾，需要吸收多少热量？如果这些热量是由干木柴完全燃烧提供的，干木柴完全燃烧放出的热量有百分之八十被吸收，需要燃烧多少千克的干木柴？（q=1.2x107J/Kg）解：Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103×10×(100-20)J=3.36×106JQ吸=Q放.η，∴Q放===4.2×106J，由m柴=＝=0.35kgηQ吸%80J0136.36qQ放kg102.1102.4764、关于燃料的热值，下列说法正确的是（）A、与燃料的燃烧情况无关。B、容易燃烧的燃料，热值一定大。C、1kg煤燃烧时放出的热量一定大于1kg木柴燃烧时放出的热量。D、一杯酒精与半杯酒精相比，一杯酒精的热值大。A5、酒精的热值为3.0ⅹ107J/kg，完全燃烧200g的酒精放出的热量是J，若要获得5.4ⅹ106J的热量，则至少完全燃烧g的酒精。6、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30%，在柴油机内完全燃烧2千克柴油能放热J，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功J。（柴油的热值为3.3×107J/kg）1.98×1076.6×1078、完全燃烧140g焦炭（焦炭的热值为3.0×107J/kg)能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使30kg、20℃的水温度升高到多少度？小结：一、燃料1、燃料燃烧：化学能转化为内能2、燃料燃烧释放能量的多少与燃料的质量、燃烧程度、燃料种类有关。二、热值（q）:表示燃料燃烧释放能量的能力的大小1、定义：1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做燃料的热值2、定义式：3、单位：J/kgJ/m34、热值表：热值是燃料的一种特性三、燃料燃烧释放热量Q=mq四、热机效率：或：Q=Vq（气体）η=W有Q放×100%提高热机效率的途径使燃料充分燃烧;尽量减少各种热量损失；在热机的设计和制造上采用先进的技术；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。体会与收获通过学习,你有何体会与收获?