思考：我們知道汽油機(jī)用汽油做燃料、柴油機(jī)用柴油做燃料。那我們生活中經(jīng)常用到的燃料還有哪些呢？
日常生活中常用到的燃料有哪些？
而火箭大多用液氫作為燃料，這又是為什么呢？
1.不同場(chǎng)合為什么要使用不同燃料？2.我們?nèi)绾螀^(qū)分不同燃料燃燒放熱能力？3.燃料燃燒后產(chǎn)生的熱量會(huì)有一部分流失掉，燃料的使用效率又如何表示呢？
1.知道熱值的概念；2.會(huì)進(jìn)行熱值的簡(jiǎn)單計(jì)算；3.了解熱機(jī)效率的概念以及提高熱機(jī)效率的途徑；4.會(huì)進(jìn)行熱機(jī)效率的簡(jiǎn)單計(jì)算。
經(jīng)驗(yàn)告訴我們，等質(zhì)量的不同燃料，充分燃燒后，所放出的熱量要不同。我們用“熱值”來(lái)表示燃料放出熱量的本領(lǐng)。
（1）定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值。
（2）物理意義：熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。
其中，Q放-燃料完全燃燒放出的熱量（J）；m-燃料質(zhì)量（kg）；q-燃料的熱值（J/kg）。
燃料燃燒放出熱量的計(jì)算：
固體燃料、液體燃料的熱值以“J/kg”為單位，而氣體燃料的熱值以“J/m3”為單位，因此，計(jì)算公式略有差異：Q=mq適用于固體、液體燃料放熱計(jì)算，Q=Vq適用于氣體燃料的放熱計(jì)算，其中V為氣體燃料的體積。
對(duì)于熱值的理解，我們要抓住三個(gè)關(guān)鍵詞：“某種燃料”、“完全燃燒”、“熱量與其質(zhì)量之比”。
①“某種燃料”是說(shuō)明熱值與燃料的種類有關(guān)，反映了燃料的燃燒特性、化學(xué)能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能的本領(lǐng)大小.
②“完全燃燒”的含義是燒完、燒盡.某種燃料，只有在完全燃燒時(shí)放出的熱量與質(zhì)量之比才是這種燃料的熱值，如果用沒(méi)有完全燃燒放出的熱量計(jì)算出的熱值就比實(shí)際值小.
③“熱量與其質(zhì)量之比”可以理解為熱值是針對(duì)一定質(zhì)量的燃料而言的，如果同種燃料的質(zhì)量不同，則完全燃燒時(shí)放出的熱量大小不同.
常用燃料的熱值見(jiàn)下表：
熱值是燃料的一種特性，其大小只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量或體積、是否燃燒、是否完全燃燒無(wú)關(guān)。
1. 熱值的大小只與燃料種類有關(guān)；2. 不同燃料的熱值一般不同；3. 氫的熱值最大。
熱值是一個(gè)理論值，只有燃料充分燃燒，放出的熱量才等于利用公式計(jì)算得出的熱量。因?yàn)槿剂喜豢赡芡耆紵苑懦龅臒崃繒?huì)比理論值稍小。但燃料的熱值不會(huì)改變。
1.一次實(shí)驗(yàn)中，燃燒酒精42g，如果酒精完全燃燒，則能釋放多少熱量？若這些熱量被10kg的水完全吸收，水的溫度能上升多少攝氏度？［酒精的熱值q=3.0×107J/kg，水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)］
解：Q放 = m酒精q = 42×103kg×3.0×107J/kg=1.26×106J 由Q放 = Q吸 = cm水Δt，得：即酒精完全燃燒釋放的熱量是1.26×106J，水的溫度能上升30℃。
2.某校每天將1000kg、20℃的水燒開(kāi)供師生飲用。（1）每天燒開(kāi)這些水至少需要多少熱量？（2）若燒開(kāi)水的爐子用干木材作燃料，則每天至少需要多少干木材？ c水=4.2×103 J/(kg·℃)，q干木材=1.2×107J/kg,水的沸點(diǎn)100℃
【解析】（1）每天燒開(kāi)水至少需要的熱量：
得，每天所需要的干木材：
【答案】（1）3.36×108J（2）28kg。
燃料很難完全燃燒，放出的熱量往往比按熱值計(jì)算出的要小，而且有效利用的熱量又比放出的熱量要小，例如用煤燒水。
高溫的空氣帶走很大一部分熱量，該部分熱量直接散失掉
用來(lái)做有用功的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值。
提高燃料利用率的途徑
①改善燃燒的條件，使燃料盡可能充分燃燒（將煤磨成煤粉，用空氣吹進(jìn)爐膛，使之更充分燃燒）。②減少各種熱量損失（I. 加大受熱面積，以減少煙塵廢氣帶走的熱量；II. 使用較好的保溫材料，減少熱損失）。
物理意義：熱機(jī)的效率表示使用熱機(jī)時(shí)對(duì)燃料的利用率的高低，因此熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。
熱機(jī)效率不可能達(dá)到100%：因?yàn)闊釞C(jī)中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃燒所放出的能量的一部分，因?yàn)楦鞣N熱量損失以及燃燒條件的限制，這部分能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于燃料完全燃燒所放出的總能量，所以與總能量的比值必然小于1，即熱機(jī)效率總小于100%。
如何提高熱機(jī)效率：（1）使燃料充分燃燒；（2）盡量減少各種熱量損失；（3）在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上采用先進(jìn)的技術(shù)；（4）注意保養(yǎng)，保證良好的潤(rùn)滑，減少因克服摩擦阻力而額外消耗的能量。
為體現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的理念，上海世博會(huì)充分利用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，其主題館屋面太陽(yáng)能板的面積達(dá)3×104m2，年發(fā)電量1.08×1013J。若這些電能由火力發(fā)電站提供（煤的熱值為3×107J/kg，煤完全燃燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能的效率是30%），則僅此一項(xiàng)每年可節(jié)約煤炭的質(zhì)量為（　）。A．2.0×104kg B．1.2×105kg C．3.6×105kg D．1.2×106kg
目前石油、煤炭消耗量的迅速增長(zhǎng)，易導(dǎo)致能源危機(jī)。因此，開(kāi)發(fā)和利用新能源，成為全世界最為關(guān)注的問(wèn)題之一。小明家的太陽(yáng)能熱水器內(nèi)裝有100kg、25℃的水，經(jīng)過(guò)一天照射后，溫度升高了50℃。則水吸收的熱量及至少可以節(jié)約煤的質(zhì)量分別是（　　）。[水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃），煤的熱值是3.0×107J/kg]A．1.05×107J，0.35kg B．2.1×107J，0.35kgC．1.5×107J，0.7kg D．2.1×107J，0.7kg
如圖，為內(nèi)燃機(jī)的能流圖，則內(nèi)燃機(jī)的效率可表示為（　?。. B. C. D.
關(guān)于熱機(jī)，下列說(shuō)法正確的是（ ）。A.改進(jìn)技術(shù)，能使熱機(jī)的效率達(dá)到100% ；B.柴油機(jī)的壓縮沖程使得氣缸內(nèi)的氣體內(nèi)能減??；C.利用循環(huán)水可為熱機(jī)降溫，主要是利用水蒸發(fā)時(shí)吸熱的特性；D.汽油機(jī)除了做功沖程外，其他三個(gè)沖程都依靠飛輪的慣性完成
1.若一輛小汽車一年行駛一萬(wàn)公里，消耗1t汽油，這次汽油完全燃燒放出__________J的熱量；某次行駛過(guò)程中，該汽車汽油機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速為3600r/min，在1s內(nèi)汽油機(jī)對(duì)外做功________次(q汽=4.6×107J/kg)。2.如圖所示，將活塞迅速下壓，玻璃筒底的硝化棉被點(diǎn)燃。此過(guò)程是通過(guò)________的方式增加了筒內(nèi)空氣的內(nèi)能，能量轉(zhuǎn)化方式與汽油機(jī)的________沖程相同。某汽油機(jī)在一次工作中消耗了2 kg汽油，對(duì)外做功為2.3×107 J，則汽油機(jī)的效率是________(汽油熱值為4.6×107 J/kg)。
3. 某個(gè)家庭預(yù)計(jì)每月使用天然氣4m3，這些天然氣完全燃燒放出多少熱量？相當(dāng)于多少千克木柴完全燃燒放出的熱量？（q氣為7.5×107J/m3， q柴為1.0×107J/kg）4.下列關(guān)于熱值和熱機(jī)效率說(shuō)法，正確的是（ ）。A. 使燃料燃燒更充分，可以增大熱值；B. 使燃料燃燒更充分，可以提高熱機(jī)效率；C. 柴油機(jī)的熱機(jī)效率通常為100%；D. 燃料燃燒釋放的熱量越大，熱值越大

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第2節(jié) 熱機(jī)的效率

版本： 人教版

年級(jí)： 九年級(jí)全冊(cè)

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