1.燃料的热值燃料的热值 物理学中，把某种燃料物理学中，把某种燃料_时放出的热量与其时放出的热量与其_之比叫做这种燃料的热值，可用字母之比叫做这种燃料的热值，可用字母q表示，它是燃料的一表示，它是燃料的一种特性种特性.热值在数值上等于热值在数值上等于_某种燃料某种燃料_放出的放出的热量热量.完全燃烧完全燃烧质量质量1kg完全燃烧完全燃烧2.热机的效率热机的效率 对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，还对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量散失了有相当一部分能量散失了.用来做用来做_的那部分能量，与燃料的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之完全燃烧放出的能量之_，叫做热机的效率，叫做热机的效率.有用功有用功比比自主学习自主学习 预习检测预习检测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？如何转化？、哪些冲程发生了能量的转化？如何转化？情景导入情景导入 生成问题生成问题从哪里获得内能？从哪里获得内能？柴薪柴薪煤炭煤炭石油石油天然气天然气不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？的放热本领强呢？经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。概念来表示燃料放出热量的本领。一、燃料的热值一、燃料的热值想想议议想想议议自研互学自研互学 生成新知生成新知某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的叫做这种燃料的热值热值。国际单位：国际单位：焦每千克焦每千克；符号：；符号：J/kg。气体燃料的单位：气体燃料的单位：焦每立方米；焦每立方米；符号：符号：J/m3。1热值热值热值在数值上等于热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出某种燃料完全燃烧放出的热量。的热量。（1）定义）定义（2）物理意义）物理意义 （3）单位）单位对于热值的理解，我们要抓住三个关键词：对于热值的理解，我们要抓住三个关键词：“某种燃某种燃料料”、“完全燃烧完全燃烧”、“热量与其质量之比热量与其质量之比”. .“某种燃料某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关，反映是说明热值与燃料的种类有关，反映了燃料的燃烧特性、化学能转化成的内能的本领大小了燃料的燃烧特性、化学能转化成的内能的本领大小. .“完全燃烧完全燃烧”的含义是烧完、烧尽的含义是烧完、烧尽. .某种燃料，只某种燃料，只有在完全燃烧时放出的热量与质量之比才是这种燃料有在完全燃烧时放出的热量与质量之比才是这种燃料的热值，如果用没有完全燃烧放出的热量计算出的热的热值，如果用没有完全燃烧放出的热量计算出的热值就比实际值小值就比实际值小. .“热量与其质量之比热量与其质量之比”可以理解为热值是针对一定可以理解为热值是针对一定质量的燃料而言的，如果同种燃料的质量不同，则完质量的燃料而言的，如果同种燃料的质量不同，则完全燃烧时放出的热量大小不同全燃烧时放出的热量大小不同. .观察察热值表，你有什么收表，你有什么收获？煤油煤油 4.6X107木炭木炭 3.4X107汽油汽油 4.6X107无烟煤无烟煤 3.4X107氢气氢气 14.3X107石油石油 4.4X107焦碳焦碳 3.0X107天然气天然气 4.4X107柴油柴油 3.3X107烟煤烟煤 2.9X107煤气煤气 4.2X107酒精酒精 3.0X107干木柴干木柴 1.2X107气体气体液体液体固体固体常用燃料的热值（单位：常用燃料的热值（单位：J/kg）2了解燃料的热值表了解燃料的热值表烟煤的热值是多少，其物理意义是什么？热值是燃料的一种热值是燃料的一种特性特性，其大小只与，其大小只与燃料的燃料的种类种类有关，与燃料的质量（体积）、是否完有关，与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关全燃烧无关为什么发射火箭上天要用氢做燃料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有关燃料燃烧放热的计算热值计算公式根据热值表，计算一下根据热值表，计算一下10吨吨氢氢完全燃烧放出多少焦耳完全燃烧放出多少焦耳的热量？的热量？再算算，若用再算算，若用干木柴干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？多少吨干木柴？氢的热值是氢的热值是1.4108 J/kg干木柴的热值干木柴的热值1.2107 J/kg放出热量放出热量Q = 热值热值q质量质量m = 1.4108 J/kg 10103 kg = 1.41012 J需要干木柴需要干木柴约约120吨吨干木柴干木柴完全燃烧放出的热量等于完全燃烧放出的热量等于10吨吨氢完全燃氢完全燃烧放出的热量。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？释放的能量都到哪里去了？无用的机无用的机械械能能有用机械能有用机械能二、热机的效率二、热机的效率想一想想一想燃气燃气内能内能损失的内能损失的内能热机的效率热机的效率1 1用用来来做做有有用用功功的的那那部部分分能能量量，与与燃燃料料完完全全燃烧放出的能量之比，叫做燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率热机的效率。各种热机的效率各种热机的效率: :汽油机：汽油机：20302030柴油机：柴油机：30403040喷气式发动机：喷气式发动机：50605060蒸汽机蒸汽机:615:615 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%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，使燃料尽可能充分燃烧。）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。（2）减少各种热量损失。）减少各种热量损失。 将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更完全燃烧；将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更完全燃烧； 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；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。 通常的锅炉，燃料利用率比较低，因此在节约能源通常的锅炉，燃料利用率比较低，因此在节约能源上改造的潜力巨大。上改造的潜力巨大。（1）热机的效率是热机性能的重要指标）热机的效率是热机性能的重要指标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（2）提高效率的途径）提高效率的途径 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；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；改进热机，减少各种能量损失； 利用废气的能量。利用废气的能量。公式：公式： =Q吸吸Q放放=cmtmq热机的效率热机的效率提高效率的途径提高效率的途径 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；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；改进热机，减少各种能量损失； 利用废气的能量。利用废气的能量。课堂小结课堂小结1 1、关于燃料的热值正确的是（、关于燃料的热值正确的是（ ）A A燃料的热值与燃料的燃烧程度有关燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B B燃料的热值与燃料的种类有关燃料的热值与燃料的种类有关C C燃料的热值与燃料的多少有关燃料的热值与燃料的多少有关 D D燃料的热值与上面三个因素都有关燃料的热值与上面三个因素都有关解析：选解析：选B.B.热值是燃料的一种特性，它的大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、小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系质量没有关系. .B B当堂演练当堂演练 达成目标达成目标2 2、下面说法不正确的是（、下面说法不正确的是（ ）A A燃料燃烧时，将化学能转化为内能燃料燃烧时，将化学能转化为内能B B人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的获得的C Cl kgl kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值燃料的热值D D提高燃料的利用率是节约能源的重要措施提高燃料的利用率是节约能源的重要措施C C3一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占汽缸散热损失占25，废气带走的能量占，废气带走的能量占30，摩擦等机械损耗占摩擦等机械损耗占10，则内燃机的热机效率为，则内燃机的热机效率为_。 35%4 4、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解析：选解析：选D.D.提高热机效率的方法是减少各种能提高热机效率的方法是减少各种能量损失，充分利用燃料放出的能量，减小摩擦量损失，充分利用燃料放出的能量，减小摩擦尽量少做额外功等尽量少做额外功等. .D D5 5已知干木柴的热值是已知干木柴的热值是1.21.210107 7 J/kgJ/kg，完全，完全燃烧燃烧0.7 kg0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量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全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 20 升高升高到到70 70 ？已知水的比热容为？已知水的比热容为4.24.210103 3 J/(kg J/(kg)。Q Q = 1.2= 1.210107 7 J/kgJ/kg0.7 kg = 8.40.7 kg = 8.410106 6 J Jm m = =Q Qc c( (t t - -t t0 0) ) 8.48.410106 6 J J 4.24.210103 3 J/(kgJ/(kg)(70 -20 (70 -20 ) = = = 40 kg= 40 kg1.1.汽油的汽油的热值为4.64.610107 7J/kg.J/kg.这个数个数值究竟有多大？有人通究竟有多大？有人通过一个具体例子来一个具体例子来认识汽油汽油热值的大小：一个的大小：一个60kg60kg的人，从大的人，从大厦的厦的1 1楼步行至第楼步行至第1111楼（走了楼（走了1010层楼），每楼），每层楼的楼的层高高为3m3m，他克服重力做了多少焦耳的功？如果汽油完全燃他克服重力做了多少焦耳的功？如果汽油完全燃烧获得得热量的量的焦耳数和焦耳数和这些功相等，需要汽油的些功相等，需要汽油的质量是多少？量是多少？这大大约相当于相当于生活中什么物体的生活中什么物体的质量？量？解：克服重力做功解：克服重力做功W W= =GhGh= =m m人人ghgh=60kg=60kg10N/kg10N/kg30m=1.830m=1.810104 4J J；汽油完全燃烧放热汽油完全燃烧放热Q Q放放 = W= W = = m m汽油汽油q q，需要汽油的质量，需要汽油的质量相当于相当于6 6根火柴的质量根火柴的质量. .（一根火柴质量约（一根火柴质量约65mg65mg，其他物体合理，其他物体合理即可）即可）（见教材（见教材P P2626 动手动脑学物理）动手动脑学物理）教材习题答案教材习题答案2.如果燃烧干木柴跟燃烧煤油放出的热量相等，如果燃烧干木柴跟燃烧煤油放出的热量相等，干木柴的质量应该等于煤油质量的几倍？请列出干木柴的质量应该等于煤油质量的几倍？请列出相关计算式来说明理由相关计算式来说明理由.解：因为解：因为Q放放=m木柴木柴q木柴木柴=m煤油煤油q煤油煤油，查出，查出q木柴木柴=1.2107J/kg，q煤油煤油=4.6107J/kg，所以，所以即干木柴的质量应该等于煤油质量的即干木柴的质量应该等于煤油质量的3.83倍倍.3.3.全球汽车保有量在迅速增长，截至全球汽车保有量在迅速增长，截至20112011年，全年，全球处于使用状态的汽车数量已突破球处于使用状态的汽车数量已突破1010亿辆亿辆. .每辆汽每辆汽车每年耗油车每年耗油1.8t1.8t，汽车内燃机的效率平均值取，汽车内燃机的效率平均值取30%.30%.如果能把内燃机效率提高如果能把内燃机效率提高1%1%，全球每年可以节约多，全球每年可以节约多少燃油？少燃油？解：效率提高前后每辆汽车需要消耗的有用能量相等，解：效率提高前后每辆汽车需要消耗的有用能量相等，所以所以30%30%Q Q总前总前= =（30%+1%30%+1%）Q Q总后总后，则，则30%30%m m前前q q=31=31m m后后q q， 1010亿辆汽车节省的汽油质量为亿辆汽车节省的汽油质量为10109 9（1.8-1.8-1.7421.742）t=5.8t=5.810107 7t.t.4.4.提高热机的效率具有哪些积极意义？请你列出提高热机的效率具有哪些积极意义？请你列出一个回答问题的提纲，不必展开陈述一个回答问题的提纲，不必展开陈述. .解：节约能源、减少环境污染等解：节约能源、减少环境污染等. .（解答本题可从（解答本题可从节约能源及减少环境污染等方面来考虑，答案合节约能源及减少环境污染等方面来考虑，答案合理即可）理即可）