第四节 热机效率和环境保护

1、第十三章第十三章 内能与热机内能与热机Joy. Mr. Lee它们都离不开燃料。它们都离不开燃料。燃料燃烧的过程是燃料燃烧的过程是化学能转变为内能化学能转变为内能的过程。的过程。炒菜烧水做饭炒菜烧水做饭汽车奔驰汽车奔驰火力发电火力发电直入苍穹的火箭直入苍穹的火箭固体燃料液体燃料气体燃料燃料可分为三种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，农村还用木材或秸杆等作燃料。用木材或秸杆等作燃料。 至今，

2、人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃至今，人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的。烧获得的。约约2.8Kg约约1.16Kg约约0.73Kg说明：说明：质量相等的不同燃料燃烧释放热量的能力是不同的质量相等的不同燃料燃烧释放热量的能力是不同的按一标准大气压考虑，烧开时水温为按一标准大气压考虑，烧开时水温为，则：，则：吸吸cm(t2-t1) 4.2103J/(kg)100kg(100-2) 3.3610J3.3610J把某种燃料把某种燃料完全完全燃烧放出的燃烧放出的热量热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值（料的热值（heat valueheat va

3、lue），热值用字母），热值用字母q q表示。表示。单位：单位：J/Kg J/Kg 或或 J/mJ/m3 3Q = mq公式：公式：一一.燃燃 料的热值料的热值或：或：Q = Vq燃料完全燃烧燃料完全燃烧释放的热量释放的热量燃料的燃料的质量质量燃料的燃料的热值热值热值单位：热值单位： 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。燃料的质量无关。Q = mq计算公式：计算公式：Q = Vq适用固体和液体燃料适用气体燃料 常见燃料的热值常

4、见燃料的热值3.3 4.5无烟煤的热值为无烟煤的热值为3.4107J/kg，表示，表示1kg的煤在完全燃烧时所放出的热量为的煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4107J。4表示表示1m3的液化气在完全燃烧时所放出的热量的液化气在完全燃烧时所放出的热量为为4.9107J。JJ/kg例题：计算例题：计算7Kg汽油完全燃烧释放的热量。汽油完全燃烧释放的热量。（q=4.64.6107J/Kg ）已知：已知：m=7Kg， q=4.6.6107J/Kg。求求:Q 。解解:Q=mq =7Kg4.64.6107J/Kg =3.22108 J。答答:7Kg汽油汽油完全燃烧释放的热量为完全燃烧释放的热量为3.221

5、08 J。二、热机效率二、热机效率 热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了。作过程中损耗掉了。部分燃料未完全燃烧克服摩擦消耗能量废气排出带走能量机械传热损失能量转化为对外做有用功的能量热机燃料的热机燃料的能量走向示能量走向示意图意图真正能转变为对真正能转变为对外做有用功的能量外做有用功的能量只是燃料燃烧时所只是燃料燃烧时所释放能量的一部分释放能量的一部分 = W有Q放100%热机效率：热机效率：热机运转中，对外做的热机运转中，对外做的有用功有用功与燃料与燃料

6、完全完全燃烧所释放的能量的燃烧所释放的能量的比值比值称为热机效率。称为热机效率。热机效率公式：热机效率公式：W有有单位是焦耳，单位是焦耳，Q放放的单位是焦耳，所以的单位是焦耳，所以无单位；无单位；因为因为W有有Q放放，所以，所以总小于总小于1，一般用百分数表示。，一般用百分数表示。提高热机效率的主要途径提高热机效率的主要途径:1、使燃料充分燃烧2、尽量减少各种热量的损失3、在热机的设计和制造上，采用先进的技术4、使用时注意保养，采用良好的润滑油，减小因克服摩擦力而额外消耗的能量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：3040飞机上的喷气式发动机

7、：飞机上的喷气式发动机：5060想想看：想想看：热机的效率能达到热机的效率能达到100 吗？为吗？为什么？什么？不能。不能。因为热机在工作过程中一定有能量损失。因为热机在工作过程中一定有能量损失。三、环境保护三、环境保护大气环境污染大气环境污染燃料燃烧对环境的影响燃料燃烧对环境的影响 热机为人类的发展做出了重大贡献，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：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

8、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 练一练 小杨家煮饭，烧水使用的是管道天燃气，已知天然气的热值为8.4107J/m3，放出的热量有50被有效利用，现要将质量为4初温为25的水加热到100，需要完全燃烧多少立方米的天然气？ 小杨家煮饭，烧水使用的是管道天燃气，已知天然小杨家煮饭，烧水使用的是管道天燃气，已知天然气的热值为气的热值为8.4107J/m3，放出的热量有，放出的热量有50被有效被有效利用，现要现要将质量为利用，现要现要将质量为4初温为初温为25的水加热到的水加热到100，需要完全燃烧多少立方米的天然气？，需要完全燃烧多少立方米的天然气？解：解：将质量为4初温为25的水加热到100需要吸收的热量：吸吸cm水水(t2-t1)