142热机的效率解析.pptx

14.2热机的效率热机的效率双凤中学 王红生 2014、7、161.内燃机的四个冲程中有两个冲程发生了能量的转内燃机的四个冲程中有两个冲程发生了能量的转化：一化：一是压缩冲程，二是是压缩冲程，二是冲程。虽然冲程。虽然汽油汽油和柴油都是内燃机的工作物质，但是相同质量的汽和柴油都是内燃机的工作物质，但是相同质量的汽油和柴油完全燃烧时放出的热量却油和柴油完全燃烧时放出的热量却。2.柴油机上安装了一个笨重的飞轮，这是为了柴油机上安装了一个笨重的飞轮，这是为了。做功做功不同不同利用飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气冲程利用飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气冲程3.转速为转速为1800r/min的四冲程内燃机，每秒经过的四冲程内燃机，每秒经过个冲程，做功个冲程，做功次。若该内燃机次。若该内燃机的功率为的功率为9000W，则一次做功，则一次做功J。60156004.金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可能金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使汽缸中柴油达到点燃的过程是：使汽缸中柴油达到点燃的过程是：A、迅速向里推活塞、迅速向里推活塞B、迅速向外拉活塞、迅速向外拉活塞C、缓慢向里推活塞、缓慢向里推活塞D、缓慢向外拉活塞、缓慢向外拉活塞5.在公路上有一辆汽车和一台拖拉机发生故障，经检在公路上有一辆汽车和一台拖拉机发生故障，经检查都是蓄电池坏了，不能启动，把它们推动后查都是蓄电池坏了，不能启动，把它们推动后：A、汽车和拖拉机都能继续行驶、汽车和拖拉机都能继续行驶B、只有汽车可以继续行驶、只有汽车可以继续行驶C、只有拖拉机可以继续行驶、只有拖拉机可以继续行驶D、都不能行驶、都不能行驶 内燃机有哪四个冲程？各个冲程内燃机有哪四个冲程？各个冲程的能量是如何转化的？的能量是如何转化的？在四个冲程中你认为有哪些热量在四个冲程中你认为有哪些热量损失？损失？压缩冲程：机械能转化为内能做功冲程：内能转化为机械能吸气、压缩、做功、排气 学生自学学生自学P22P22页的页的“燃料的热值燃料的热值”内容，思考下面的问题。内容，思考下面的问题。背景材料：背景材料：在现代社会，人类所用能量的在现代社会，人类所用能量的绝大部分是从燃料的燃烧（将绝大部分是从燃料的燃烧（将 能转化能转化为为 能）中获得的常用的燃料有：能）中获得的常用的燃料有：固体燃料，如固体燃料，如 、等；等；液体燃料，如液体燃料，如 、等；等；气体燃料，如气体燃料，如 、等等 化学化学内内木柴木柴煤煤汽油汽油柴油柴油煤气煤气天燃气天燃气一、燃料的热值：一、燃料的热值：符号：符号：_单位：单位：_ 气体燃料的热值单位：气体燃料的热值单位：_。热值的物理意义是：热值的物理意义是：一定质量的某种燃料，当它完全一定质量的某种燃料，当它完全燃烧时放出的热量是多少。燃烧时放出的热量是多少。焦每千克焦每千克J/kg(J/m3)某种燃料完全燃烧放出的热量与其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。质量之比，叫做这种燃料的热值。q干木柴的热值是干木柴的热值是1.2l01.2l07 7焦物理意义是焦物理意义是完全燃烧完全燃烧2kg2kg干木柴放出的热量是干木柴放出的热量是 J J公式是：公式是：Q放放=qm(即质量乘以热值即质量乘以热值)1千克干木柴完全燃烧时放出的热量是千克干木柴完全燃烧时放出的热量是1.2107J2.4107气体燃料：气体燃料：Q放放=qV1 1、热值的物理意义：、热值的物理意义：2 2、热值的定义：、热值的定义：符号：符号：公式：公式：单位：单位：强调强调：Q Qmqmq或或Q QVq Vq（q为热值）为热值）表示燃料燃烧放出热表示燃料燃烧放出热量的能力强弱量的能力强弱1kg1kg某种燃料某种燃料完全燃烧完全燃烧放出的放出的热量，叫做这种燃料的热值热量，叫做这种燃料的热值 q qJ/kgJ/kgJ/mJ/m3 3它是燃料本身的一种它是燃料本身的一种特性特性，只与，只与燃料的燃料的种类种类有关，与燃料的有关，与燃料的形态、形态、质量、体积质量、体积等均无关。等均无关。热值热值反映了所有能燃烧的物质的反映了所有能燃烧的物质的一种性质，反映了不同燃料在燃烧过一种性质，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大程中，化学能转化为内能的本领的大小，也就是说，它是燃料本身的一种小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系。烧均没有关系。燃料热值燃料热值干木材约1.2107柴油4.3107烟煤约2.9107煤油4.6107无烟煤约3.4107汽油4.6107焦炭3.0107氢1.4107木炭3.4107煤气约3.9107 J/m3酒精3.0107沼气约1.9107J/m3一些燃料的热值（一些燃料的热值（J/kg）计算热量公式：计算热量公式：Q Q放放=mq =mq (即质量乘以热值即质量乘以热值)燃料燃烧释放的能量用来开动热机，燃料燃烧释放的能量用来开动热机，这些能量不会全部用来做有用功。这些能量不会全部用来做有用功。炉子的效率：炉子的效率：提高炉子效率的措施（以锅炉为例）：提高炉子效率的措施（以锅炉为例）：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完全燃烧全燃烧放出的热量之比。放出的热量之比。=Q=Q有效有效/Q/Q总总=cm(t-t=cm(t-t0 0)/qm)/qm使燃料尽可能使燃料尽可能充分燃烧充分燃烧（如把煤磨（如把煤磨成煤粉，加大送风量等）成煤粉，加大送风量等）减小热量的散失减小热量的散失（如用隔热材料做（如用隔热材料做炉体，加大受热面积等）炉体，加大受热面积等）思考：思考：在内燃机中，燃料所释放的能量都在内燃机中，燃料所释放的能量都到哪里去了？到哪里去了？做有用功做有用功的能量的能量废气带走废气带走的能量的能量汽缸散热及汽缸散热及摩擦损失的摩擦损失的能量能量废气带废气带走走机件发机件发热散失热散失机件摩机件摩擦损失擦损失燃料燃烧燃料燃烧产生能量产生能量做有做有用功用功燃烧不燃烧不完全完全热量损失：热量损失：1 1、燃料未能完全燃烧、燃料未能完全燃烧;2 2、废气带走很大一部分能量：、废气带走很大一部分能量：排气冲程废气的温度较高，内能较大排气冲程废气的温度较高，内能较大;3 3、一部分能量消耗在散热上、一部分能量消耗在散热上 冷却水带走能量。冷却水带走能量。4 4、克服摩擦做功、克服摩擦做功 活塞和曲轴在运动时克服摩擦做功。活塞和曲轴在运动时克服摩擦做功。热机效率：热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃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。料完全燃烧放出的能量之比。公式：公式：说明：说明：由于热机在工作时总有能量损失，由于热机在工作时总有能量损失，所以热机的效率总小于所以热机的效率总小于1 1，汽油机的效，汽油机的效率为率为20%-30%20%-30%，柴油机的效率为，柴油机的效率为30%-30%-45%-45%。柴油机的效率比汽油机的效。柴油机的效率比汽油机的效率高，这主要是因为柴油机的构造和率高，这主要是因为柴油机的构造和工作过程与汽油机有所不同，柴油机工作过程与汽油机有所不同，柴油机在压缩冲程中的压缩程度比汽油机大。在压缩冲程中的压缩程度比汽油机大。提高热机效率的主要途径：提高热机效率的主要途径：1 1、使燃料充分燃烧。、使燃料充分燃烧。2 2、尽量减少各种热损失。、尽量减少各种热损失。3 3、在热机设计和制造上，采用先进的技、在热机设计和制造上，采用先进的技术。术。4 4、保证良好的润滑，减少因摩擦而另外、保证良好的润滑，减少因摩擦而另外消耗的功。消耗的功。5 5、充分利用废气的能量，提高燃料的利、充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。这种用率，如利用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般火电既供电又供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。站来，燃料的利用率大大提高。4 4、轿车已逐步进入我国普通百姓家中、轿车已逐步进入我国普通百姓家中.已知某国产已知某国产骄车每行驶骄车每行驶100km100km消耗消耗8L8L汽油汽油(1L(1L1010-3-3m m3 3)，汽油的密度，汽油的密度为为0.71100.71103 3kg/mkg/m3 3、热值为、热值为4.6l04.6l07 7J Jkgkg。则：。则：(1)10kg(1)10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是汽油完全燃烧时所产生的热量是_J_J。(2)(2)该汽车行驶该汽车行驶100km100km消耗的汽油的质量是消耗的汽油的质量是_kg_kg。(3)(3)当该汽车以当该汽车以50kW50kW的功率在平直公路上以的功率在平直公路上以72km72kmh h的速度的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于匀速行驶时，它所受到的阻力等于_N_N。(4)(4)该汽车发动机的效率是该汽车发动机的效率是%。4.6l085.682.5l03 5 5、某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为、某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm30cm2 2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0lO9.0lO5 5Pa,Pa,飞轮飞轮lminlmin转动转动18001800周，当汽油机满负周，当汽油机满负荷工作时荷工作时(不计摩擦不计摩擦)，求：，求：(1)(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；做功冲程中燃气对活塞的平均压力；(2)(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功；一个做功冲程中燃气对活塞做的功；（3 3）汽油机的功率。）汽油机的功率。v2.7103N135J2025w6.甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，这表明：甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，这表明：A、甲的功率小、甲的功率小B、甲做的功少、甲做的功少C、甲消耗的柴油多、甲消耗的柴油多D、甲柴油机内能转化为机械能的百分比小、甲柴油机内能转化为机械能的百分比小7.关于提高热机效率的途径，下列说法中错误的是：关于提高热机效率的途径，下列说法中错误的是：A、尽量使燃料完全燃烧、尽量使燃料完全燃烧B、尽量减少输出功率、尽量减少输出功率C、尽量减小摩擦、尽量减小摩擦D、尽量减少热、尽量减少热量损失量损失8.某热机的效率为某热机的效率为20，这表明做，这表明做100J的有用功时：的有用功时：A、要消耗、要消耗20J的燃料内能的燃料内能B、要向外散失、要向外散失80J的热量的热量C、要消耗燃烧后能放出、要消耗燃烧后能放出500J内能的燃料内能的燃料D、要消耗、要消耗80J的燃料内能的燃料内能9.有一台柴油机的效率为有一台柴油机的效率为40，每小时耗油，每小时耗油2kg，则，则这台柴油机的功率为多少瓦？这台柴油机的功率为多少瓦？（已知柴油的热值为（已知柴油的热值为3.3107J/kg）10.一台汽油机的功率为一台汽油机的功率为7350W，它每小时消耗的汽，它每小时消耗的汽油为油为2.5kg，这台汽油机的效率为多大？（汽油的热，这台汽油机的效率为多大？（汽油的热值为值为4.6107J/kg）11.某饰品加工厂用酒精喷灯加工饰品，张峰师傅在某饰品加工厂用酒精喷灯加工饰品，张峰师傅在1min内用去酒精内用去酒精5g，被加工的质量为，被加工的质量为36g的铜饰品的铜饰品温度从温度从20上升到上升到1070。求。求：（：（1）铜饰品吸收的）铜饰品吸收的热量是多少？（热量是多少？（2）酒精完全燃烧放出的热量是多少）酒精完全燃烧放出的热量是多少？（？（3）酒精喷灯的效率是多少？）酒精喷灯的效率是多少？C铜铜=0.39103J/（kg），q酒精酒精=3.0107J/kg12.利用太阳可以晒水，假设水箱内装利用太阳可以晒水，假设水箱内装60kg的水，玻的水，玻璃盖面积为璃盖面积为0.84m2，地球上垂直于太阳光线的表面，地球上垂直于太阳光线的表面接受太阳的辐射为接受太阳的辐射为7.65104J/（minm2），水箱吸），水箱吸收太阳能的效率为收太阳能的效率为50，如不考虑水散热的情况，并，如不考虑水散热的情况，并使光总能垂直射入玻璃盖，计算晒水使光总能垂直射入玻璃盖，计算晒水4h后水温升高多后水温升高多少？少？13.把质量为把质量为m、温度为、温度为30的铁块投入到一杯的铁块投入到一杯0的水中，最终铁块的温度降低到的水中，最终铁块的温度降低到6，那么把另一块，那么把另一块质量为质量为2m、温度为、温度为30的铁块投入到同样的另一杯的铁块投入到同样的另一杯水中，最终铁块的温度是多少？水中，最终铁块的温度是多少？热机的效率热机的效率4、减少大气污染的措施：、减少大气污染的措施：改进改进燃烧设备燃烧设备；采取；采取集中供暖集中供暖；城市普及城市普及煤气煤气和和天然气天然气的使用；的使用；在内燃机的排气管在内燃机的排气管安装消声器安装消声器。热机与环境：热机与环境：污染污染大气污染大气污染热污染热污染噪声污染：噪声污染：热岛效应热岛效应温室效应温室效应热机及以热机为动力热机及以热机为动力的机器产生的噪声的机器产生的噪声