第二节_热机的效率

怎样提高燃料的利用率？
6.提高燃料的利用效率
• （1）在实际利用燃料中，燃料很难完全 燃烧，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． • （2）炉子的效率：有效利用的热量与燃 料完全燃烧时放出的热量的比值．
(3)提高燃料利用 1）改善燃烧的条件，使 率的措施 燃料尽可能充分燃烧。
热值
3..燃料的热值
（1）.定义 在物理学中，把1kg（或1m3）某种燃料在完 全燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值。 用q表示 3(对于气体) J/kg （对于固体和液体） ; J/m （2）.单位： （3）.物理意义
无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示的含义 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，表示的含义 表示1m3的液化气在完全燃烧时所放出的热量为4.9×107J。
并不相等。
想一想:什么是完全燃烧呢?
关于完全燃烧—— 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。
3.燃料的热值
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。 我们该怎样比较不同燃料燃烧时 这种放热性能优劣？
为比较不同的燃料， 即使质量相同，完全 燃烧放出的热量也是 不同的，
你认为它们的效率比你想象的高？还是低？
机件发 热Байду номын сангаас失
燃料燃烧 产生能量 燃烧 不完 全
在热机的 各种能量 做有 的损失中, 用功 废气带走 废气带 的能量最 多. 走
设法利用热机废气的 能量，是提高燃料利 用率的重要措施。
机件摩 擦损失
• 如何提高热机的效率
• 1.尽量使燃料充分燃烧 • 2.减少散热，设法利用高温废气 • 3.保证良好的润滑
燃料燃烧放出的热量的多少还与什么因素有关？
思考：用质量相同煤油、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同
燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？
（1）燃料的质量 （2）燃料的种类
大量实验表明：
1、同种燃料完全燃烧时放出的热量跟它的质量成正比 。
2、相同质量的不同燃料，在完全燃烧时放出的热量
第十四章 内能的利用
第二节 热机的效率
一.燃料及其热值
讨论：例举一下生活中我们
可以使用哪些可燃烧的材料 烧开一壶水？
1.燃料的分类
草木、煤炭等
固体燃料 液体燃料 气体燃料
石油、酒精、汽油等
煤气、天然气 等 燃料可分 为哪三种
• 2.燃料的特点 • 能够燃烧，发生化学反应，在燃烧的过程 中，化学能转化为内能。
q柴油=3.3×107 J / kg ： 1 千克的柴油完 全 燃烧时
放出的热量为3.3×107焦
(2) 3 Kg 的柴油完全燃烧，它放出 的热量是多少？
3.3×107J × 3 = 9.9 ×107J
5.燃料完全燃烧放出热量计算公式
m的单位是 燃料完全燃烧时放出热量的计算： kg
由热值所表示的物理意义可得出： 计算公式:对于固态和液态Q=qm
3．已知干木柴的热值是1.2×10 J/kg，完全燃 烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全 部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到 3 ℃ )。 70 ℃？已知水的比热容为4.2×10 J/(kg·
Q = 1.2×10 J/kg×0.7 kg = 8.4×10 J Q m= c(t -t0) 6 8.4×10 J = 3 ℃)×(70 ℃-20 ℃) 4.2×10 J/(kg·
1kg的某种燃料在完全燃烧时所放出的热量是多少焦耳。
（对于固体和液体）
1m3的某种燃料在完全燃烧时所放出的热量是多少焦耳。 (对于气体)
4.燃料的热值是燃料的一种属性
请大家从左侧的燃料的热值表中找出： 干木柴、柴油、汽油等生活中常见的 几种燃料的热值。 思考： (1) 柴油的热值是多少？它的物理 意义是什么？
摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为
__________ 35% 。
7 6
7
= 40 kg
4. 关于热机效率，下列说法正确的是： ( CD ) A．热机效率越高，即热机做的有用功多 B．热机效率越高，即热机的功率越大 C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量 损失，并且要保证良好的涧滑 D．提高热机效率，有利于环保减排
5．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：
汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，
2）尽可能减少各种 热量损失。
思考：
在内燃机中，燃料所释放的能量都到哪里去了？ 汽缸散热 及摩擦损 废气带走 失的能量 的能量 做有用功 的能量
二.热机的效率： 用来做有用功的能量，与所消耗燃料完 全燃烧放出的热量之比 蒸气机效率最低：6%~15%； 汽油机效率：20%~30%； 柴油机效率：30%~45%。
检测练习
1．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确 理解的是 ( C ) A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正 比 B．燃料没燃烧时就没有热值 C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个 确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量 无关 D．容易燃烧的燃料热值一定大
2、用一种燃料把1kg、初温为20℃的 水烧到70℃，消耗了10g这种燃料．已知 水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)，燃料 的热值为4.2×107J/kg，则水吸收的热量 为 J，燃料完全燃烧放出的热量为 J，烧水的效率为 %。
对于气态Q=qV
想一想：500g汽油完全燃烧时可以放出多少热量？ 解：查表可知，汽油的热值q=4.6× 103J/kg ∵ m=500g=0.5kg ∴ Q=qm=4.6× 103J/kg× 0.5kg=2.3× 103J 答：
V的单位 是m3
普通的家用煤炉燃烧无烟煤，燃 烧效率只有15％；普通燃煤锅炉，燃烧效 率约为30％；现代化的锅炉，燃烧效率可 达90％左右。
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。 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
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， 燃烧时放出的热量越多
思考：5kg的木材和10kg的木材燃烧时放出的热
量是否相同？ 这说明什么？