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1、第十二章 内能与热机,淮阳第一高级中学 初三B物理组,第四节 热机效率和环境保护,它们都离不开燃料。燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程。,固体燃料,液体燃料,气体燃料,燃料可分为三种,请你说说日常生活中常用到的燃料有哪些？,常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。,约2.8Kg,约1.16Kg,约0.73Kg,说明：,不同燃料燃烧释放的能量不同,生活实例,干木柴,煤,煤油,提出问题：,燃料在燃烧时所放出的热量的多少与哪些因素有关？,猜想：可能与燃料的质量、燃烧 充分程度、种类等有关,由上页图片可得：质量相等的不同燃料在完全燃烧
2、时所放出的热量是不同的。,你还能列举一些常见的燃料吗？它们分别属于哪一类？,一 燃料的热值 1.定义：在物理学中，把1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做燃料的热值。,2.热值的符号：q 单位：J/kg（J/m3）,固体和液体燃料,气体燃料,热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领大小的物理量，同种燃料的热值与燃料的质量无关。,3.燃料的热值是 燃料的一种基本特性：,液化气的热值为4.9107J/m3，表示1m3的液化气在完全燃烧时所放出的热量为4.9107J。,无烟煤的热值为3.4107J/kg，表示1kg的煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4107J。,Q=mq,质量为m的燃料完全燃烧
3、释放的能量是：,Q：燃料完全燃烧释放的热量 ：燃料的热值 ：燃料的质量,或：Q = Vq,4利用燃料的热值来 计算燃料完全燃烧放出的热量：,例题：计算4Kg柴油完全燃烧释放的热量。（q=3.3107J/Kg ）,解:,Q=mq =4Kg3.3107J/Kg =1.32108 J,答:完全燃烧释放的热量为1.32108 J,生活实例： 火箭为什么用液态氢做燃料？,请计算：,干木柴,烟煤,汽油,燃料的燃烧是一种 变化， 在燃烧过程中，燃料的 能转化 为 能,Kg某种燃料_放出的 ， 叫做这种燃料的热值无烟煤的热值是3.4x107J/kg,它的物理意义是_ _.,化学,内,化学,完全燃烧,热量,1K
4、g的 无烟煤完全燃烧放出的热量3.4x107J,当堂检测,3、近期煤价节节攀升，不少不法商贩将煤矸石破碎之后在优质煤中销售，假如你是检察人员，最恰当的方法是检测下列物理量中的（ ） A、比热容 B、温度 C、热值 D、质量,C,4由热值的定义可知，热值q=Q/m,式中m是燃料的质量， Q是燃料完全燃烧放出的热量，那么( ) A热值的大小与Q成正比 B热值的大小与m成反比 C热值的大小与Q、m都有关，由Q与m共同决定 D热值的大小与Q、m都无关，由燃料的种类决定,D,5.四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约80千克，液化石油气约30千克，煤气约60千克
5、。这四种燃料中的热值最高的是( ) A、液化石油气 B、煤气 C、烟煤 D、木柴,A,6.航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（ ） A、较小的质量 B、较小的密度 C、较大的比热容 D、较大的热值,D,二.热机效率,讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？,由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量,燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放,机械传热损失一部分能量,热机真正转变为对外做功的部分,废气排出带走的能量,热机中燃料释放能量的主要走向示意图,第二课时,由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。,二.热机效
6、率,1.定义：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率。,=,2.公式：,议一议,3.怎样提高热机的效率？,使燃料充分燃烧; 尽量减少各种热量损失； 在热机的设计和制造上采用先进的技术； 注意保养，保证良好的润滑，减少因克 服摩擦阻力而额外消耗的能量。,想一想,热机的效率能达到100%吗？为什么？,不能达到100%，因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失以燃料条件的限制，这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即热机效率小于100%。,各种热机的效率:,蒸汽机:615,汽油机：2030,
7、柴油机：3040,飞机上的喷气式发动机： 5060,三.环境保护,热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题：,噪声污染 大气污染,热机带来的危害：,1.对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死. 2.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长. 3.破坏土壤、植被、森林. 4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料. 5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍.,酸雨的危害,小结：,一、燃料 1、燃料燃烧：化学能转化为内能 2、燃料燃烧释放能量的多少与燃料的质量、燃烧程度、燃料种
8、类有关。,二、热值（q ）:表示燃料燃烧释放能量的能力的大小 1、定义： 1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做燃料的热值 2、定义式： 3、单位： J/kg J/m3 4、热值表：热值是燃料的一种特性,三、燃料燃烧释放热量 Q=mq,四、热机效率：,或：Q = Vq（气体）,=,提高热机效率的途径,1.使燃料充分燃烧; 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.注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力 而额外消耗的能量。,讨论交流,如何保护我们的环境？,改进燃烧设备，加装消烟除尘装置; 集中供热； 改用气体燃料，普及煤气和天然气； 充分开发利用污染少和
9、无污染的新能源。,1.柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2千克柴油能放热_J，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功_J。 (柴油的热值为3.3107J/kg),2.完全燃烧140克热值为3.0107J/kg的焦炭能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使30kg 、20的水温度升高到多少度？,6.6107,1.98107,当堂检测,3.为了提高热机效率，可采取的措施是（ ） A采用热值高的燃料 B降低热机功率 C保证良好的润滑减少摩擦 D以上措施都可以,4.关于热机的效率，下述正确的是（ ） A热机的效率有可能等于1 B热机的效率一定小于1 C热机的效率越高，其损失的能量越多。 D热机的效率越高，对环境的影响越大,5.一台柴油机，有Mkg柴油完全燃烧时，放出7.5108J的热量，要损失4.5107J的能量，可知该柴油机的效 率是（ ） A30 B. 40% C. 48% D. 60%,6.某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25加 热到100，燃烧了质量是6kg，热值是3.4107J/kg的 无烟煤，试求： (1)锅炉内200 kg的水吸收的热量是多少？ (2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少? (3)此锅炉的效率是多少？,C,B,B,
