热值和热机效率

1、 一燃料燃烧一燃料燃烧:化学能转变为内能化学能转变为内能 固体燃料固体燃料液体燃料液体燃料气体燃料气体燃料 燃料可分为三种燃料可分为三种 日常生活中常用到的燃料有哪些？日常生活中常用到的燃料有哪些？ 燃料：煤、石油（加工炼制成汽油、煤燃料：煤、石油（加工炼制成汽油、煤 油、柴油和液化气等）、天燃气等，农油、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。村还用草木等植物的秸杆作燃料。 1 1定义定义：把：把1kg1kg某种燃料在某种燃料在完全燃烧完全燃烧时所时所 放出的热量叫做放出的热量叫做燃料的热值燃料的热值。 2 2符号符号：q 3 3单位单位： J/kg （J/m3） 固体

2、和固体和 液体燃液体燃 料料 气体气体 燃料燃料 热值是反映燃料完全燃烧时化学能转化为内能的热值是反映燃料完全燃烧时化学能转化为内能的 本领的大小的物理量。本领的大小的物理量。 5热值是燃料热值是燃料属性属性，与质量无关，与是否完全燃，与质量无关，与是否完全燃 烧无关烧无关。 二燃料的热值（二燃料的热值（q） ： 4、意义、意义：3.4107J/kg：表示：表示1kg的煤在完的煤在完 全燃烧时所放出的热量为全燃烧时所放出的热量为3.4107J。 例：航天工业中的火箭是用液态氢作为例：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燃料的，这是因为液态氢具有 A、较小的质量、较小的质量

3、B、较小的密度、较小的密度 C、较大的比热容、较大的比热容D、较大的热值、较大的热值 6公式：公式： Q=mq 燃料完全燃烧释放的热量燃料完全燃烧释放的热量J 燃料的热值燃料的热值J/kg（kg/m3 ） 质量质量kg （Q=Vq） 体积体积m3 例题：完全燃烧例题：完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值克焦炭（焦炭的热值 q为为3.0107J/kg)能放出多少热量？能放出多少热量？ 已知已知：m=0.14kg q焦炭焦炭= 3.0107J/kg 求求：Q 解解Q=m q焦炭焦炭= 0.14kg 3.0 107J/kg= J 答：答：. 若用沼气燃烧放出相同热量，需要多少沼气？若用沼气燃烧放出相同热

4、量，需要多少沼气？ 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 三热机效率三热机效率：用来做：用来做 有用功的能量与燃有用功的能量与燃 料完全燃烧释放的能量的比值料完全燃烧释放的能量的比值 = W有 有 Q放 放 热机的效率能达到热机的效率能达到100%吗？为什么？吗？为什么？ 想一想 热机的效率能达到100%吗？为什么？ 不能达到不能达到100%，因为热机中可用于，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做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放 出的能量的一部

5、分，因为各种热量损失出的能量的一部分，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出的总能量的比值必然小于1，即热机，即热机 效率小于效率小于100%。 议一议 怎样提高热机的效率？ 使燃料充分燃烧使燃料充分燃烧;煤磨成粉末壮吹进炉膛燃烧煤磨成粉末壮吹进炉膛燃烧 尽量减少各种热量损失；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；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，减少因克服摩注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩

6、擦阻力而额外消耗的能量。擦阻力而额外消耗的能量。 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： 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 结束 讨论交流 如何保护我们的环境？ 1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置; 2.集中供热； 3.改用气体燃料，普及煤气和天然气； 4.充分开

7、发利用污染少和无污染的新能源。 洛杉机光化学烟雾事件洛杉机光化学烟雾事件 首先，什么是光化学烟雾呢首先，什么是光化学烟雾呢?氮氧化物、烃类等一次污染氮氧化物、烃类等一次污染 物在阳光紫外线的作用下发生一系列光化学反应，生成臭氧物在阳光紫外线的作用下发生一系列光化学反应，生成臭氧(占占 产物产物85%以上以上)、过氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、酮类、过氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、酮类 和有机酸等二次污染物，这些一次污染物和二次污染物形成的和有机酸等二次污染物，这些一次污染物和二次污染物形成的 混合物称为光化学烟雾，它呈浅兰色、有刺激性和很强的氧化混合物称为光化学烟雾，它呈浅兰色、有刺激

8、性和很强的氧化 性，可造成人类及动植物疾病、建筑物毁坏等危害。性，可造成人类及动植物疾病、建筑物毁坏等危害。 洛杉机光化学烟雾事件是指洛杉机光化学烟雾事件是指40年代初期至年代初期至50年代，发生于年代，发生于 美国洛杉机市的一系列光化学烟雾事件的总称。该市临海依山，美国洛杉机市的一系列光化学烟雾事件的总称。该市临海依山， 处于处于50公里长的盆地中，一年有公里长的盆地中，一年有300天出现逆温天出现逆温(即大气层某一即大气层某一 高度上的温度不随高度递减，出现反常增加或不变。这会阻碍高度上的温度不随高度递减，出现反常增加或不变。这会阻碍 大气向上的对流扩散和污染物的扩散大气向上的对流扩散和污

9、染物的扩散)，510月阳光强烈。由月阳光强烈。由 于大量汽车排放含氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等废气，于大量汽车排放含氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等废气， 加之洛杉机市特殊的地理及气候条件，自加之洛杉机市特殊的地理及气候条件，自1943年开始，形成了年开始，形成了 多次光化学烟雾事件。当地居民纷纷反应有眼睛或喉咙刺激，多次光化学烟雾事件。当地居民纷纷反应有眼睛或喉咙刺激， 其中以其中以1952年的一次最为严重，大批居民发生眼睛红肿、喉痛、年的一次最为严重，大批居民发生眼睛红肿、喉痛、 咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功能衰竭，导致近咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功能衰竭，导致近400位位

10、 65岁以上老人死亡。此外，植物大面积死亡，车祸增多。岁以上老人死亡。此外，植物大面积死亡，车祸增多。 当堂检测反馈 1、四口这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 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 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

11、化能对外 做有用功 J。 （柴油的热值为3.3107J/kg 4、完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为 3.0107J/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？ 6.6107 1.98107 1质量为质量为600g的水，温度从的水，温度从20C降低到降低到 10C，他放出热量，他放出热量,如果这些热量恰好如果这些热量恰好 使使800g的某固体的温度从的某固体的温度从-20C升高到升高到 -5C这种固体的比热容是多少？这种固体的比热容是多少？ 2完全燃烧完全燃烧10g的酒精放出热量的酒精放出热量,若这些热若这些热 量全部被水吸收可使量全部被

12、水吸收可使1Kg20C的水升的水升 高多少高多少C？(q=1.2107J/Kg) 3一台燃气热水器，每分钟消耗煤气一台燃气热水器，每分钟消耗煤气 0.02Kg能将能将5Kg的水从的水从15C加热到加热到 45C，那么热水器的效率为多少？，那么热水器的效率为多少？ （q=3.78107J/Kg） 4、把、把0.5Kg的木炭，完全燃烧后有的木炭，完全燃烧后有 25%的热量被的热量被50Kg。温度为。温度为90C 的水吸收，求水温升高多少？的水吸收，求水温升高多少？ （q=3.4107J/Kg）（在）（在1标准大标准大 气压下）气压下） 5、某锅炉的效率是某锅炉的效率是40%，完全燃烧，完全燃烧 2

13、5Kg的烟煤，放出多少热量？这台的烟煤，放出多少热量？这台 锅炉有用的热量是多少？如果这些锅炉有用的热量是多少？如果这些 热量全部被热量全部被1.45t的水吸收，可使水的水吸收，可使水 温升高多少？（温升高多少？（q=3.4107J/Kg） 6、某中学为学生供应开水，用锅炉、某中学为学生供应开水，用锅炉 将将200kg的水从的水从25 加热到加热到100 ，燃烧了，燃烧了6kg的无烟煤。试求的无烟煤。试求 （1）锅炉内）锅炉内200kg的水吸收了多的水吸收了多 少热量？少热量？ （2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热无烟煤完全燃烧放出的热 量是多少？量是多少？ （3）此锅炉的效率是多少？（无烟）此

14、锅炉的效率是多少？（无烟 煤的热值是煤的热值是3.4107J/kg） 7、某太阳能热水器的装水量为、某太阳能热水器的装水量为100kg， 集热管接收太阳能的有效面积为集热管接收太阳能的有效面积为2m2， 已知每小时每平方米的接收面积上有已知每小时每平方米的接收面积上有 效接收太阳能约为效接收太阳能约为2.1106J，则该，则该 热水器每小时水温升高多少？热水器每小时水温升高多少？ 8、把把100g、80的热水与的热水与300g的冷的冷 水混合，混合后得到水混合，混合后得到35 的温水，设的温水，设 热水放出的热量全部被冷水吸收，求热水放出的热量全部被冷水吸收，求 热水放出的热量和冷水的初温。热水放出的热量和冷水的初温。 1一台燃