单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第十三章 第四节,热机效率与环境保护,学习目标：,（,1,）知道燃料在燃烧的过程中，燃料的化学能转化为内能2,）从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的能力不同，建立热值的概念能说出热值的单位及所表示的物理意义3,）会查燃料的热值表能根据燃料的热值计算一定质量的燃料完全燃烧所释放的热量4,）知道热机工作时燃料释放能量的主要流向；知道什么是热机效率和提高热机效率的主要途径5,）知道热机与环境保护的关系,人类利用的能量,主要是从燃料燃烧中获得的内能,它们都离不开燃料,思考：,你们家里做一顿饭烧木柴和烧液化气哪个用的质量多？,zxxk,不同燃料燃烧释放出能量的能力是不同的,一、常见的燃料：,煤、石油、天然气、木材或植物秸秆等,燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程,二、燃料的共同特点：,单位：,J/Kg,一,.,燃料的热值,为了研究,不同燃料燃烧释放能量的能力的不同,的特性,热值用字母：,q,表示,某种燃料,完全燃烧,放出的,热量,与所用燃料的,质量之比,，叫做这种燃料的热值。
或,J/m,3,（气体）,强调,（,1,）热值定义中：注意“必须,完全燃烧,”；,（,2,）,热值,是燃料的重要特性，,反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小,只与燃料的,种类,有关，,与质量和是否完全燃烧无关,1 kg,的干木柴完全燃烧释放出,1.210,7,J,的热量；那么质量为,m,kg,的干木柴完全燃烧释放出多少,J,的热量，怎么计算？,Q,=,m q,公式：,或：,Q,=V,q,燃料完全燃烧释放的热量,燃料的质量,燃料的热值,燃料的体积,请同学们阅读教材,51,页“常见燃料的热值”，并从表中查出“干木柴”、“烟煤”、“液化石油气”的热值，说说它们表示的意义？,Zxx,，,k,干木柴的热值为,1.210,7,J/Kg,，表示,1,千克的干木材完全燃烧放出的热量为,1.210,7,J,烟煤的热值为,2.910,7,J/Kg,，表示,1,千克的烟煤完全燃烧放出的热量为,2.910,7,J,液化石油气的热值为,4.910,7,J/m,3,，表示,1m,3,液化气的完全燃烧放出的热量为,4.910,7,J,例,1,：,计算,5 Kg,汽油完全燃烧释放的热量q,=,4.6,10,7,J/Kg,）,已知：,m=5Kg,q,=,4.6,10,7,J/Kg,求,:,Q,解,:,Q,=,m q,=5 Kg,4.6,10,7,J/Kg,=2.3,10,8,J,答,:,完全燃烧释放的热量为,2.3,10,8,J,例,2,：,在,1,个标准大气压下，将,5kg 40,的水烧开，需要完全燃烧多少,kg,的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为,1.2,10,7,J/kg,，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）,分析：,利用吸热公式,Q,吸,=,Cm(t-t,0,),可以算出将水烧开要吸收多少热量，（解题时应注意在,1,个标准大气压下，水的沸点是,100,，即水烧开时的温度为,100,），再利用,Q,吸,=,Q,放,和燃料的燃烧值求干木柴的质量,1.2610,6,J,，,0.105 kg,Q,吸,=,Cm,(,t,2,-t,1,),=4.2,10,3,J/(kg,),5kg,(100,-40,),=1.26,10,6,J,因为,Q,吸,=,Q,放,=1.26,10,6,J,所以干木柴质量,解：,解：（,1,）,Q,吸,=,cmt,=4.2,10,3,J/(kg),40kg,25=4.2,10,6,J,；,（,2,）,Q,吸,=Q,放,又,Q,放,=mq,m=Q,吸,/q,=4.2 10,6,J/310,7,J/kg,=0.14kg,练习：,1,、太阳能热水器内有,40kg,的水，在阳光照射下，水的温度升高了,25,，求：（,1,）水吸收的热量？（,2,）这些 热量相当于完全燃烧多少,kg,的焦炭放出的热量,q,焦炭,=3107J/kg C,水,=4.2103J/kg.,2,、在一标准大气压下，质量是,0.1kg,的酒精完全燃烧放出的热量有,40,被,5kg,、,50,的 水吸收。
那么水温度升高到多少？,水未烧干,q,酒精,=310,7,J/kg,解：酒精完全燃烧放出的热量,Q,放,=mq=0.1Kg310,7,J/Kg=310,6,J,，其中被水吸收的热,Q,吸,=310,6,J40%=1.210,6,J,，,由,Q,吸,=C,水,m,水,t,得：,t=Q,吸,/,（,C,水,m,水,）,=1.210,6,J/,（,4.210,3,J/,（,Kg,）,5Kg,）,57,由,t=t,2,-t,1,得水的末温,t,2,=t+t,1,=57+50=107,在一标准大气压下，水的沸点是,100,，水温度升高到,100,约,2.8Kg,约,1.16Kg,约,0.73Kg,请估算：,二、热机效率,交流与讨论：,热机工作时，能不能把燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功？,1,、部分燃料未完全燃烧,2,、克服摩擦消耗能量,转变为对外做有用功的能量,4,、机械传热损失能量,3,、废气排出带走能量,热机效率：,热机工作时，对外做的,有用功,与燃料,完全燃烧所释放的能量,的,比值,称为热机效率炉子的效率：,有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,Q,有,/Q,总,100,提高热机效率的主要途径,:,减少热机工作中的各种能量损失,具体方法,:,首先要减少燃烧过程中的热量损失,;,（让燃料充分燃烧）,其次是减小机械摩擦以减少机械损失,.,（如选用优良的润滑材料）,再次是要尽量简化机械传动部分,以减少机械损失,.,议一议：,怎样提高机械效率？,想想看：,热机的效率能达到,100,吗？为什么？,不能。
因为热机在工作过程中一定有能量损失请同学们阅读教材,52,页倒数第二段，了解各种热机的效率三、环境保护,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,.,Zxx,k,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,环保措施：,1,、加强立法，控制人为污染,2,、改进燃烧装置，加装消烟除尘设备，以减少烟尘排放,3,、推广、普及“环保型能源”,4,、人口密集区采取集中共热，提高燃料利用率,5,、种植绿色植物，净化空气,当堂检测反馈,A,2,、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,1,、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,4,、有关热值的概念，下列说法中正确的是,(),A,、燃料完全燃烧时，它的热值最大,B,、没有燃烧的燃料，热值等于零,C,、燃料燃烧时放出的热量越多，热值越大,D,、燃料的热值与燃烧情况和质量无关，只与燃料种类有关,。
5,、无烟煤的热值大于干木柴的热值，则,(),A,、烧无烟煤比烧干木柴产生的热量多,B,、要使它们放出同样多的热量，完全燃烧的无烟煤的质量小于完全燃烧的干木柴的质量,C,、烧无烟煤比烧干木柴产生的烟尘多,D,、煤比木柴含有的热量多,D,B,3,、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,3.310,7,J/kg),4,、完全燃烧,140,克焦炭（焦炭的热值为,3.010,7,J/kg),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？,6.610,7,1.9810,7,4.210,6,J 30,1,、为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是,(),A,、尽量使燃料充分燃烧,B,、尽量增加热机的工作时间,C,、尽量减少废气带走的热量,D,、尽量减少热机部件间的摩擦,B,2,、一个含,0.6 kg,无烟煤的蜂窝煤，能将,9kg,、,20,的水,烧开,（一个标准大气压下）,，而,0.6 kg,的液化气可以供普通人家一天做饭、烧开水、洗澡用水。
这样看来不同的燃料的,不同，若,q,无烟煤,=3.410,7,J/kg,，那么这个煤炉的效率是,热值,14.8,4,、用煤气灶既方便又环保，一般的煤气灶正常工作时15min,可使质量为,4Kg,、温度为,23,的水沸腾，该城市水的沸点为,93,，求：,水吸收的热量；,若煤气灶放出的热量,70%,被水吸收，煤气灶实际放出的热量为多少,?【C,水,=4.210,3,J,(kg)】,解,（,1),Q,吸,=Cm(t,2,-t,1,),=4.210,3,J,(kg)4kg(93-23),=1.17610,6,J,（,2,）,Q,吸,=70%,Q,放,Q,放,=,Q,吸,/70%=1.17610,6,J/,70%=1.6810,6,J,晴天垂直于题太阳光的地球表面上接收到太阳的热辐射能量约,J=1.2610,3,J/m,2,.,s,太阳能热水器的集热管接收太阳辐射能的面积,S=1.5m,2,，如果热水器中盛有,40kg,、,10,的水，在太阳照射下使水温上升,30,需要多少时间？（热水器的效率为,50%,）,解（,1,）水吸收的热量：,Q,吸,=cmt =4.210,3,J/,（,kg,）,40kg30 =5,.,0410,6,J,（,2,）,Q,吸,=50%Q,放,Q,放,=Q,吸,/50%=1.00810,7,J,又,Q,放,=JSt,t =Q,放,/JS,=1.00810,7,/(1.2610,3,1.5),=5333(S),5,、,某建筑工地使用如图所示装置搬运建筑材料已知柴油机的效率是,40,，柴油的热值是,410,7,J,kg,，用此装置将一块重为,3200N,的建筑材料提升,5m,。
历时,4s,，消耗的柴油为,4g,（,1,）,4g,柴油完全燃烧放出多少热量？柴油机的输出功率多大？,（,2,）提升这块建筑材料做的有用功是多少？整个装置的效率多大？,（,3,）请对该工,地采用此装置施工的合理性进行评价,已知：,柴,40%,，,q=410,7,J/kg,G=3200N,，,h=5m,t=4s,m,柴,=4g=410,-3,kg,求：（,1,）,Q,放；,P,出；（,2,）,W,有；,总；（,3,）评价,解：（,1,）,Q,放,=m,柴,q=410,-3,kg410,7,J/kg,=1.610,5,J,由,Q,有,/Q,放,100,得：,Q,有,Q,放,=,40%1.610,5,J=6.410,4,J,P=Q,有,/t=6.410,4,J/4s=1.610,4,w=16Kw,(2)W,有,=Gh=3200N5m=1.610,4,J,W,有,/Q,放,100,=1.610,4,J/1.610,5,J,=10%,小结：,1,、热值：,概念：,单位；,公式：,计算：,2,、热机效率：,概念：,提高热机效率的途径：,具体措施：,3,、保护环境，从我做起把,1,千克某种燃料完全燃烧释放出的能量（热量）叫做这种燃料的热值。
用,q,表示J/kg,（固体、液体）,J/m3,（气体）,Q,mq,（或,Q,Vq,）,。