机械效率和环境保护解析学习教案

1、会计学1机械效率机械效率(jxi xiol)和环境保护解析和环境保护解析第一页，共43页。教学楼 接 受 生 活 挑 战 培 养 全 面 素 质勤 学 善 思 博 学 多 问第1页/共43页第二页，共43页。、四冲程内燃机：在一个工作循环中，对外做功 1 次，活塞(husi)往复运动 2 次，飞轮和曲轴转动 2 周，完成 4 个冲程、靠飞轮惯性完成的冲程(chngchng)：吸气、压缩、排气、压缩冲程：机械能 内 能 做功冲程：内 能 机械能一开一闭 上排下吸两阀都合 上压下做气阀活塞冲程判断温故知新第2页/共43页第三页，共43页。汽油机汽油机柴油机柴油机构造火花塞喷油嘴工作过程吸气冲程吸进

2、汽油和空气混合气体纯空气压缩冲程压缩程度小压缩程度大点火方式点燃式压燃式2、汽油机与柴油机的不同之处第3页/共43页第四页，共43页。圣旨(shngzh)下：本节学习第4页/共43页第五页，共43页。你知道(zh do)吗？炒菜做饭(zu fn)奔驰的汽车与火车火力发电直入苍穹的火箭第5页/共43页第六页，共43页。燃料的种类燃料的种类(zhngli)：固体燃料如：干柴煤等固体燃料如：干柴煤等液体燃料如：汽油柴油液体燃料如：汽油柴油酒精等酒精等气体燃料如：氢气天然气气体燃料如：氢气天然气等等燃料燃烧过程：化学变化燃料燃烧过程：化学变化燃料的化学能转化燃料的化学能转化(zhunhu)为内能为内能

3、第6页/共43页第七页，共43页。所需燃料的质量(zhling)相同吗？需要(xyo)干木柴最多需要(xyo)汽油最少第7页/共43页第八页，共43页。 经验和研究都告诉我们(w men)，不同燃料燃烧释放能量的能力是不同的。 为描述燃料燃烧时释放能量的能力(nngl)，我们引入了一个新的物理量热值第8页/共43页第九页，共43页。一一.热值热值.定义：定义：1Kg某种燃料完全燃烧时放出的能量某种燃料完全燃烧时放出的能量（热量）叫做（热量）叫做(jiozu)这种燃料的热值用这种燃料的热值用q表示。表示。单位单位(dnwi)：J/Kg J/m3（气体（气体(qt)）读法：焦每千克焦每立方米读法：

4、焦每千克焦每立方米 热值反映了燃料燃烧时放热本领大小，是衡量燃料热值反映了燃料燃烧时放热本领大小，是衡量燃料优劣的标准之一优劣的标准之一 它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的 质量、质量、体积、形状、是否完全燃烧无关体积、形状、是否完全燃烧无关第9页/共43页第十页，共43页。二二.由热值表得到由热值表得到(d do)的的信息：信息：.不同燃料不同燃料(rnlio)的热值也可能相同的热值也可能相同.应用应用(yngyng)：火箭用液态氢做燃料的：火箭用液态氢做燃料的原因是：氢的热值大原因是：氢的热值大.不同燃料的热值一般不同不同燃料的热值一般不同.柴油的热值

5、是柴油的热值是3.3107J/kg，其物理意义是：，其物理意义是：1kg柴油完全燃烧释放出柴油完全燃烧释放出3.3107J的热量。的热量。第10页/共43页第十一页，共43页。根据热值的定义(dngy)，质量为m热值为q的燃料完全燃烧时，释放的热量为三燃料三燃料(rnlio)燃燃烧公式：烧公式：Vq（气体（气体(qt)）mq 例题1：计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。解：质量为4kg的柴油完全燃烧放出的热量为 Q=mq =4kg3.3107J/kg =1.32108J。答：质量为4kg的柴油完全燃烧放出的热量为1.32108J第11页/共43页第十二页，共43页。例题例题(lt)2：3m3的煤

6、气完全燃烧可放出多少热量？的煤气完全燃烧可放出多少热量？解：煤气解：煤气(miq)的热值是的热值是q=1.8x107J/kg=Vq =3m3X1.8x107J/kg =5.4x107J答：答： 3m3的煤气完全燃烧可放出的煤气完全燃烧可放出(fn ch)5.4x107J热量热量第12页/共43页第十三页，共43页。=4.2103100kg80=3.36J解：解：100kg水吸收水吸收(xshu)的的热量为热量为Q吸吸=cmt由放由放mq 得得所需干木柴所需干木柴(mchi)的质量的质量为为m木=Q放q木=3.361.2107J/kg=2.8kg第13页/共43页第十四页，共43页。=4.210

7、3100kg80=3.36J解：解：100kg水吸收水吸收(xshu)的热量为的热量为Q吸吸=cmt由放由放mq 得得所需烟煤所需烟煤(ynmi)的质量的质量为为m煤=Q放q煤=3.362.9107J/kg=1.16kg第14页/共43页第十五页，共43页。=4.2103100kg80=3.36J解：解：100kg水吸收水吸收(xshu)的的热量为热量为Q吸吸=cmt由放由放mq 得得所需汽油所需汽油(qyu)的质量为的质量为m油=Q放q油=3.364.6107J/kg=0.73kg第15页/共43页第十六页，共43页。=4.210350kg32=6.72J解：解：50kg水吸收水吸收(xsh

8、u)的的热量为热量为Q吸吸=cmt答：需要答：需要4kg无烟煤完全无烟煤完全(wnqun)燃烧燃烧一个月水吸收的热量为一个月水吸收的热量为Q总吸总吸=nQ吸吸 =206.72J =1.344由由放放mq 得得m煤=Q放q=1.3443.36107J/kg= 4kg第16页/共43页第十七页，共43页。热机工作时，并不能把燃料所蕴热机工作时，并不能把燃料所蕴藏藏(yncng)的化学能全部用来对外做的化学能全部用来对外做功，有很大一部分能量在工作过程中损功，有很大一部分能量在工作过程中损耗了。耗了。第17页/共43页第十八页，共43页。燃料很难全部燃烧(rnsho)，燃料的化学能不能全部释放废气排

9、出(pi ch)带走的能量由于(yuy)机械传动等，克服摩擦所消耗的能量机械传热损失的能量真正转变为对外做有用功的能量图12-27热机燃料燃烧能量走向示意图由图可见，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第18页/共43页第十九页，共43页。1、定义：热机转变为有用功的能量与燃料(rnlio)完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率四.热机效率2、公式(gngsh)：=W有用(yu yn)Q放W有用=FSQ放=qmW有用=Q放Q放=W有用第19页/共43页第二十页，共43页。解：（1）牵引力做的功WFsfs3.0103N5.6103m 1.68107J （2）消耗燃油的质

10、量：mV 0.8103kg/m31.5103m3 1.2kg 燃油完全燃烧所产生(chnshng)的热量：Qmq1.2kg4107J/kg 4.8107J 热机效率 35%WQ1.68107J 4.8107J第20页/共43页第二十一页，共43页。解：酒精完全燃烧放出解：酒精完全燃烧放出(fn ch)的的热量为热量为 Q=mq =2.510-3kg3107J/kg =7.5104J水吸收水吸收(xshu)的热量的热量为为Q吸吸=cmt=cm （t2-t1）=4.210325kg（10060）=4.2104J答：答：酒精灯的加热效率为酒精灯的加热效率为=W有用Q放=4.27.5104J= 56第

11、21页/共43页第二十二页，共43页。热机的效率(xio l)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及燃烧条件的限制，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，即热机效率总小于100%。第22页/共43页第二十三页，共43页。1关于燃料(rnlio)的热值，下列说法正确的是（）热值越大，燃烧(rnsho)时温度就越高热值越大，燃烧时放出(fn ch)热量就越多燃料的质量越大，热值就越大燃料的热值与燃料的质量无关2用液态氢作火箭的燃料，主要是因为液态氢的密度小比热容小热

12、值大质量小（）C跟踪训练第23页/共43页第二十四页，共43页。环境保护环境保护第24页/共43页第二十五页，共43页。燃料(rnlio)燃烧排放的烟尘使大气十分浑浊汽车排放大量(dling)的尾气到空气中排放(pi fn)的二氧化硫、二氧化碳和氮氧化合物还会形成酸雨酸雨危害植物燃料燃烧对环境的影响燃料燃烧对环境的影响第25页/共43页第二十六页，共43页。燃料燃烧排放的烟尘使大气十分浑浊；燃料燃烧排放的烟尘使大气十分浑浊；排放的二氧化硫会形成酸雨；排放的二氧化硫会形成酸雨；排放大量二氧化碳会加剧温室效应排放大量二氧化碳会加剧温室效应(wn sh xio yn)；汽车尾气中的氮氧化物还会造成光

13、化学汽车尾气中的氮氧化物还会造成光化学污染；污染；热机工作时还会产生噪声污染。热机工作时还会产生噪声污染。燃料燃料(rnlio)(rnlio)燃烧对环境的影燃烧对环境的影响响五五. .热机对环境热机对环境(hunjng)(hunjng)的污染：的污染：大气污染和噪声污染大气污染和噪声污染第26页/共43页第二十七页，共43页。第27页/共43页第二十八页，共43页。白云(bi yn).蓝天.黄花第28页/共43页第二十九页，共43页。第29页/共43页第三十页，共43页。第30页/共43页第三十一页，共43页。第31页/共43页第三十二页，共43页。第32页/共43页第三十三页，共43页。第3

14、3页/共43页第三十四页，共43页。第34页/共43页第三十五页，共43页。第35页/共43页第三十六页，共43页。第36页/共43页第三十七页，共43页。六六.环境保护环境保护(hunjng boh)措施措施改进燃烧设备，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(chngfn)开发利用污染少和无污染的新能源第37页/共43页第三十八页，共43页。优点缺点煤便宜燃烧效率低环境污染严重天然气热值大、效率高、污染小太阳能清洁、无污染、取之不尽用之不竭效率低、受天气影响第38页/共43页第三十九页，共43页。【例1】干木材的热值是1.2107J/kg，它的物理意义是_要放出(

15、fn ch)3.6 107J的热量，需要完全燃烧_kg的干木材解析：其物理意义解析：其物理意义(yy)是：是：1kg干木柴完全燃烧放出干木柴完全燃烧放出1.2107的热量。的热量。由由Q放放=qm得：得： kgkgJJqQm3/102 . 1106 . 377放变式题：已知酒精的热值为变式题：已知酒精的热值为q，质量为，质量为m的酒精完全的酒精完全(wnqun)燃烧一半放出的热量为燃烧一半放出的热量为 ，剩余酒精的热，剩余酒精的热值为值为 。解析：解析：同中燃料的热值相同，不同燃料的热值一般不同它反映的是燃料的特性，其大小和燃料质量多少、是否完全燃烧、放出的热量大小无关。 答案答案：qm/2；q第39页/共43页第四十页，共43页。【例2】内燃机的大量使用，促进了社会的进步，使人们享受了现代文明，但在使用内燃机的同时又给人类带来了污染，这主要(zhyo)是指_污染和_污染在内燃机工作过程中，由图3所示的内燃机能流图可以看出，它的能量损失所占的百分比是：废气内能35，散热损失30，机械损失10，则内燃机的热机效率是_我们在高效利用能源的同时，也必须重视保护环境解析：内燃机排