14.2 热机的效率（原稿版）

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第十四章　内能的利用

14.2 热机的效率

一、燃料的热值

1.燃料燃烧时的能量转化

燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放出来，转化为周围物体的内能，

用来加热物体，因此燃料燃烧的过程就是化学能转化为内能的过程.

2.燃料的热值

(1)定义: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.热值用字母 q表示.

(2)单位:焦每千克，符号是 J/kg.对某些气体燃料，其热值的单位是焦每立方米，符号是 J/m3.

(3)物理意义:表示燃料燃烧时放热的本领.

(4)理解热值的定义时注意三个关键词：

关键词解读

某种燃料

说明热值与燃料的种类有关,不同燃料的热值一般不同,即热值反映了燃料燃烧时放热本

领的大小热值大说明相同质量(或体积) 的这种燃料完全燃烧时放出的热量多,或者说,化

学能转化成的内能多

完全燃烧含义是 1 k 或 1m 的某种燃料在完全燃烧时放出的热量是这种燃料的热值,如果没有完全燃

烧.放出的热量比按热值计算出的热量要小,但这时不能说燃料的热值变小

与其质量

之比热值是个比值,它与释放的热量和质量无关,仅与燃料的种类有关

(5) 热值是燃料本身的一种特性:同种燃料的热值相同，不同燃料的热值一般不同.燃料的热值是反映燃料燃

烧释放能量本领大小的物理量，它是燃料本身的一种特性.燃料的热值只取决于燃料的种类，而与燃料的质

量、是否完全燃烧及放热的多少均无关

3.燃料燃烧时放出的热量的计算

(1)固体和液体燃料完全燃烧时放出的热量：Q放=mq.其中 Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是 J；

m表示燃料的质量，单位是 kg；q表示燃料的热值，单位是 J/kg。

(2)气体燃料完全燃烧时放出的热量：Q放=Vq.其中 Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是 J；V表示

燃料的体积，单位是 m3；q表示燃料的热值，单位是 J/m3。

二、热机的效率

1.燃料的有效利用

(1)燃料不完全燃烧时能量的流向:

燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小，

例如用煤烧水时煤的利用率如图所示。

(2)燃料燃烧的热效率

① 定义：有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫做热效率。

表达式：

(3)提高燃料利用率的途径：一是让燃料尽可能地充分燃烧，如将煤炭研磨成粉状，吹入炉内燃烧；二是减

少热量的散失，如加大受热面积等。

2.热机的效率

（1）热机中能量转化图：

从图中可知从燃料燃烧到对外做功，真正能转变成有用功的那部分能量只是燃料燃烧释放能量的一部分.

（2）热机的效率:

① 定义:用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热机的效率。

公式：，其中 Q有表示用来做有用功的能量，Q放表示燃料完全燃烧放出的能量。

③ 物理意义：表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是描述热机性能的一个重要指标

(3)提高热机效率的方法：

① 使燃料尽量充分燃烧；

② 尽量减少各种热量损失；

③ 在热机的设计和制造上，采用先进的技术；

④ 保证良好的润滑，减小机械摩擦。

1.对燃料热值的理解

例1（2020 秋•简阳市月考）(多选)下列关于热值的说法正确的是（）

A.燃料燃烧时，用的燃料越多，这种燃料的热值越大

B.燃料燃烧时，放出的热量越多，这种燃料的热值越大

C.相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大

D不同的燃料完全燃烧，放出相同热量时，所用质量较少的燃料，热值较大

2 热机的效率

例 2（2020 秋•兰州期中）关于热机的效率，下列说法正确的是（）

A.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高

B热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多

C.热机的效率越高说明做功越快

D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的

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