沪教版 热机效率和环境保护

1、第十三章内能和热机第十三章内能和热机 第四节 热机效率和环境保护 沪科版九年级物理上 它们都离不开燃料。它们都离不开燃料。 燃料燃烧的过程是化学能转变为内能燃料燃烧的过程是化学能转变为内能 的过程。的过程。 固体燃料 液体燃料 气体燃料 燃料可 分为三 种 请你说说请你说说 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？ 常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、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。用草木等植物的秸杆作燃料。 你能列举一些常见的燃料吗？它们你能列举一些常见的

2、燃料吗？它们 分别属于哪一类？分别属于哪一类？ 质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出 的热量是不同的。的热量是不同的。 在物理学中，某种燃料在在物理学中，某种燃料在完全燃烧完全燃烧时所放出的时所放出的 热量与所用该燃料的质量之比叫做热量与所用该燃料的质量之比叫做燃料的热值燃料的热值。 热值的符号：热值的符号：q 单位：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热值是反映燃料燃烧时化学能转 化为内能的本领的大小的物理量，同化为内能的本领的大小的物理量，同 种燃料的热值与燃料的质量无关。种燃料的热值与燃料的质量无关。

3、无烟煤的热值为无烟煤的热值为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。 液化气的热值为液化气的热值为4.9107J/m3，表示表示1m3的液化气的液化气 在完全燃烧时所放出的热量为在完全燃烧时所放出的热量为4.9107J。 Q=mq Q：燃料完全燃烧释放的热量 ：燃料的热值 ：燃料的质量 质量m为的燃料完全燃烧释放的热量是： 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

4、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 = W有 Q放 100% 由图可知，真正能转变为对外做有用功的 能量只燃料燃烧时所释放能量的一部分。 热机效率：热机效率： 热机转变为热机转变为有用功有用功的能量与燃料的能量与燃料完全完全燃烧所燃烧所 释放的能量的释放的能量的比值比值称为热机效率。称为热机效率。 各种热机的效率各种热机的效率: 蒸汽机蒸汽机:615 汽油机：汽油机：2030 柴油机：柴油机：30 40 飞机上的喷气式发动机：飞机上的喷气式发动机：50 60 想一想 热机的效率能达到100%吗？为什么？ 不能达到100%，因为

5、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%。 议一议 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。 提高热机效率的主要途径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减少热机工作中的各种能量损失. 具体方法具体方法: 首先要减少燃烧过程中的热量损失首先要减少燃烧过程中的热量损失; 其次是要尽量简化机械

6、传动部分其次是要尽量简化机械传动部分,并并 选用优良的润滑材料减小摩擦选用优良的润滑材料减小摩擦,以减少以减少 机械损失机械损失. 如内燃机要掌握好火花塞点火或喷油嘴如内燃机要掌握好火花塞点火或喷油嘴 喷油的最佳时间喷油的最佳时间;蒸汽类热机蒸汽类热机,常将煤研磨常将煤研磨 成粉状成粉状,用风吹入锅炉内燃烧用风吹入锅炉内燃烧.这些措施都这些措施都 可以使燃料燃烧得更充分一些可以使燃料燃烧得更充分一些. 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.

7、 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.充分且合理开发利用污染少和无污染的新能源。 当堂检测反馈 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

8、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 请计算： 干木柴 烟煤 汽油 发射卫星的火箭燃料要体积小，

9、重量轻，但放出的热量 要大，这样才能减轻火箭的重量，使卫星快速地送上轨 道。液体燃料放出的能量大，产生的推力也大；而且这 种燃料比较容易控制，燃烧时间较长，因此，发射卫星 的火箭大都采用液体燃料。 体会与收获体会与收获 通过学习通过学习,你有何体会与收获你有何体会与收获? 洛杉机光化学烟雾事件 首先，什么是光化学烟雾呢?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(占产 物85%以上)、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40年代初期至50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， 处于50公里长的盆地中，一年有300天出现逆温(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 大气向上的对流扩散和污染物的扩散)，510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