第四节热机效率和环境保护-沪科v

沪科版九年级物理上第十三章内能与热机第四节热机效率和环境保护它们都离不开燃料。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。一、内能的利用人类利用燃料燃烧获得了大量的内能，那么人们是如何利用这些内能的呢？1、利用内能加热

内能的一个重要应用就是直接用来加热物体．例如：生火煮饭、生火取暖、暖气设备利用内能加热的本质：能量（内能）的转移．给小区住户供暖的锅炉设备上海浦东煤气厂煤气厂球罐煤气厂夜景2、利用内能做功内能的另一个重要应用就是用来做功．例如：汽车、火车、飞机、火箭、火电站和热电站等．

利用内能做功的实验分析：在这个实验中，燃料燃烧时的化学能转化为内能，传给水和水蒸气（利用内能加热），水蒸气把塞子冲出去（利用内能做功），内能转化为塞子的机械能．二、燃料的热值固体燃料液体燃料气体燃料燃料可分为三种〖请你说说〗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、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。你能列举一些些常见的燃料料吗？它们分分别属于哪一一类？质量相等的不不同燃料在完完全燃烧时所所放出的热量量是不同的。。在物理学中，，把1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热热量叫做燃料的热值。热值的符号：：q单位：J/kg（J/m3）固体和液体燃燃料气体燃料燃料的热值热值是反映燃燃料燃烧时化化学能车化为为内能的本领领的大小的物物理量，同种种燃料的热值值与燃料的质质量无关。Q=mq质量m为的燃燃料完全燃烧烧释放的能量量是：Q：燃料完全燃燃烧释放的热热量ｑ：燃料的热热值ｍ：燃料的质质量燃料的热值燃料的热值无烟煤的热值值为3.4××107J/kg，表表示1kg的的煤在完全燃燃烧时所放出出的热量为3.4×107J。液化气的热值值为4.9×107J/m3，表示1m3的液化气在完完全燃烧时所所放出的热量量为4.9×107J。请计算：干木柴烟煤汽油三、热机效率率讨论交流：热机工作时，，能不能将燃燃料所蕴藏的的化学能全部部用来对外做做有用功呢？？由于机械传动动等，克服摩摩擦所消耗的的能量燃料很难全部部燃烧，燃料料的化学能不不能全部释放放机械传热损失失一部分能量量热机真正转变变为对外做功功的部分废气排出带走走的能量热机中燃料释释放能量的主主要走向示意意图由图可见，真真正能转变为为对外做有用用功的能量只只是燃料燃烧烧时所释放能能量的一部分分。1、热机效率：：热机转变为有用功的能量与燃料料完全燃烧所释放的的能量的比值称为热机效率。提高热机效率率的主要途径径:减少热机工作作中的各种能能量损失.具体方法:首先要减少燃燃烧过程中的的热量损失;其次是要尽量量简化机械传传动部分,并选用优良的的润滑材料减减小摩擦,以减少机械损损失.各种热机的效效率:蒸汽机:6﹪~15﹪汽油机：20﹪~30﹪柴油机：30﹪~40﹪飞机上的喷气气式发动机：：50﹪~60﹪W有Q放×100%η=议一议怎样提高热机机的效率？使燃料充分燃燃烧;尽量减少各种种热量损失；；在热机的设计计和制造上采采用先进的技技术；注意保养，保保证良好的润润滑，减少因因克服摩擦阻阻力而额外消消耗的能量。。想一想热机的效率能能达到100%吗？为什什么？不能达到100%，因为热机中中可用于做有有用功的能量量只是燃料完完全燃烧所放放出的能量的的一部分，因因为各种热量量损失以燃料料条件的限制制，这部分能能量远远小于于总能量，所所以其与燃料料完全燃烧所所放出的总能能量的比值必必然小于1，即热机效率率小于100%。三、环境保护护热机为人类的的发展做出丑丑了重大贡献献，但也带来来了许多环境境污染问题：：1.对人体健康的的直接危害,硫酸雾雾和硫硫酸盐盐雾的的毒性性比二二氧化化硫大大得多多,可以侵侵入肺肺的深深部组组织,引起肺肺水肿肿等疾疾病而而使人人致死死.2.引起河河流、、湖泊泊的水水体酸酸化,严重影影响水水生动动植物物的生生长.3.破坏土土壤、、植被被、森森林.4.腐蚀金金属、、油漆漆、皮皮革、、纺织织品及及建筑筑材料料.5.渗入地地下,使水中中铝、、铜、、锌、、镉的的含量量比中中性地地下水水中高高很多多倍.酸雨的的危害害结束讨论交交流如何保保护我我们的的环境境？改进燃燃烧设设备，，加装装消烟烟除尘尘装置置;集中供供热；；改用气气体燃燃料，，普及及煤气气和天天然气气；充分开开发利利用污污染少少和无无污染染的新新能源源。洛杉机机光化化学烟烟雾事事件首先，，什么么是光光化学学烟雾雾呢?氮氧氧化物物、烃烃类等等一次次污染染物在在阳光光紫外外线的的作用用下发发生一一系列列光化化学反反应，，生成成臭氧氧(占占产物物85%以以上)、过过氧乙乙酰硝硝酸酯酯、高高活性性自由由基、、醛类类、酮酮类和和有机机酸等等二次次污染染物，，这些些一次次污染染物和和二次次污染染物形形成的的混合合物称称为光光化学学烟雾雾，它它呈浅浅兰色色、有有刺激激性和和很强强的氧氧化性性，可可造成成人类类及动动植物物疾病病、建建筑物物毁坏坏等危危害。。洛杉机机光化化学烟烟雾事事件是是指40年年代初初期至至50年代代，发发生于于美国国洛杉杉机市市的一一系列列光化化学烟烟雾事事件的的总称称。该该市临临海依依山，，处于于50公里里长的的盆地地中，，一年年有300天出出现逆逆温(即大大气层层某一一高度度上的的温度度不随随高度度递减减，出出现反反常增增加或或不变变。这这会阻阻碍大大气向向上的的对流流扩散散和污污染物物的扩扩散)，5～10月月阳光光强烈烈。由由于大大量汽汽车排排放含含氮氧氧化物物、碳碳氢化化合物物、一一氧化化碳等等废气气，加加之洛洛杉机机市特特殊的的地理理及气气候条条件，，自1943年年开始始，形形成了了多次次光化化学烟烟雾事事件。。当地地居民民纷纷纷反应应有眼眼睛或或喉咙咙刺激激，其其中以以1952年的的一次次最为为严重重，大大批居居民发发生眼眼睛红红肿、、喉痛痛、咳咳嗽、、皮肤肤潮红红等症症状，，严重重者心心肺功功能衰衰竭，，导致致近400位65岁岁以上上老人人死亡亡。此此外，，植物物大面面积死死亡，，车祸祸增多多。当堂检检测反反馈1、四四口这这家分分别单单独使使用不不同种种类的的燃料料时的的平均均月消消耗分分别为为：木木柴约约200千千克，，烟煤煤约80千千克，，液化化石油油气约约30千克克，煤煤气约约60千克克。这这四种种燃料料中的的热值值最高高的是是(））A、液液化石石油气气B、、煤气气C、烟烟煤D、、木柴柴A2、航天天工业业中的的火箭箭是用用液态态氢作作为燃燃料的的，这这是因因为液液态氢氢具有有（））A、较小小的质质量B、较小小的密密度C、较大大的比比热容容D、较大大的热热值D3、热热机效效率是是指_______________的能能量与与___________________之之比。。热机机效率率总小小于1，因因为a、_____________________b、_____________________c、_____________________d、_____________________用来做做有用用功的的能量量燃料完完全燃燃烧放放出的的热量量燃料并并未完完全燃燃烧废气带带走一一部分分能量量零件之之间摩摩擦，，消耗耗部分分能量量曲轴获获得的的机械械能也也没有有完全全用来来对外外做功功例1.小明学学习了了有关关热学学的知知识后后，知知道水水的比比热容容是4.2×103J/(kg·℃℃)，，他想想估算算一下下自己己家每每天烧烧水、、做饭饭需要要的热热量。。于是是小明明仔细细记录录了他他家每每天烧烧水、、煮饭饭、炒炒菜需需要的的时间间，并并把它它折算算成烧烧水时时间，，相当当于每每天将将30kg、20℃℃的水水烧开开（1））小明明家每每天烧烧水做做饭需需要多多少热热量？？（2））如果果普通通煤的的热值值是3×107J/kg，，从理理论上上讲小小明家家每天天烧水水做饭饭需要要多少少千克克煤？？（3））若小小明家家每天天实际际用煤煤2kg，，由此此小明明计算算出他他家煤煤炉的的效率率是多多少？？你认认为小小明家家煤炉炉效率率低的的原因因是什什么？？例2、、小小兵兵同同学学想想知知道道一一辆辆小小汽汽车车的的实实际际效效率率是是多多少少。。他他从从驾驾驶驶员员师师傅傅处处了了解解到到，，该该汽汽车车100km耗耗油油约约7㎏㎏。。从从书书上上查查得得汽汽油油的的热热值值q＝＝4.6××107J/㎏㎏，，他他又又测测出出在在平平直直公公路路上上，，人人用用644N的的水水平平拉拉力力可可使使汽汽车车匀匀速速前前进进。。（（空空气气阻阻力力不不计计））求求：：⑴该该小小汽汽车车行行驶驶100km，，消消耗耗的的总总能能量量是是多多少少？？⑵该该小小汽汽车车匀匀速速行行驶驶100km，，做做的的有有用用功功是是多多少少？？⑶该该小小汽汽车车的的效效率率是是多多少少？？⑷若若汽汽油油充充分分燃燃烧烧，，汽汽油油燃燃烧烧放放出出的的总总能能量量转转化化成成了了哪哪几几种种形形式式的的能能？？4、、柴柴油油机机是是工工农农业业生生产产中中常常用用的的热热机机，，已已知知某某型型号号柴柴油油机机的的效效率率是是30%，，在在柴柴油油机机内内完完全全燃燃烧烧2千千克克柴柴油油能能放放热热J，，这这些些热热通通过过柴柴油油机机的的转转化化能能对对外外做做有有用用功功J。。（（柴柴油油的的热热值值为为3.3××107J/kg5、、完完全全燃燃烧烧140克克焦焦炭炭（（焦焦炭炭的的热热值值为为3.0××107J/kg)能能放放出出多多少少热热量量？？若若这这些些热热量量的的30%被被水水吸吸收收，，则则能能使使30kg、、20℃℃的的水水温温度度升升高高到到多多少少度度？？6.6××1071.98××107课后后作作业业：：发射射卫卫星星的的火火箭箭燃燃料料要要体体积积小小，，重重量量轻轻，，但但发发出出的的热热量量要要大大，，这这样样才才能能减减轻轻火火箭箭的的重重量量，，使使卫卫星星快快速速地地送送上上轨轨道道。。液液体体燃燃料料放放出出的的能能量量大大，，产产生生的的推推力力也也大大；；而而且且这这种种燃燃料料比比较较容容易易控控制制，，燃燃烧烧时时间间较较长长，，因因此此，，发发射射卫卫星星的的火火箭箭大大都都采采用用液液体体燃燃料料。。体会会与与收收获获通过过学学习习,你有有何何体体会会与与收收获获?9、静夜四四无邻，，荒居旧旧业贫。。。1月-231月-23Sunday,January1,202310、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。13:50:5813:50:5813:501/1/20231:50:58PM11、以我独独沈久，，愧君相相见频。。。1月-2313:50:5913:50Jan-2301-Jan-2312、故人人江海海别，，几度度隔山山川。。。13:50:5913:50:5913:50Sunday,January1,202313、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。1月-231月-2313:50:5913:50:59January1,202314、他乡生白发发，旧国见青青山。。01一月20231:50:59下午13:50:591月-2315、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。。一月月231:50下下午午1月月-2313:50January1,202316、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2023/1/113:50:5913:50:5901January202317、做前，能能够环视四四周；做时时，你只能能或者最好好沿着以脚脚为起点的的射线向前前。。1:50:59下下午1:50下下午13:50:591月-239、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。1月-231月-23Sunday,January1,202310、很多事情情努力了未未必有结果果，但是不不努力却什什么改变也也没有。。。13:50:5913:50:5913:501/1/20231:50:59PM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。1月-2313:50:5913:50Jan-2301-Jan-2312、世间成事，，不求其绝对对圆满，留一一份不足，可可得无限完美美。。13:50:5913:50:5913:50Sunday,January1,202313、不不知知香香积积寺寺，，数数里里入入云云峰峰。。。。1月月-231月月-2313:50:5913:50:59January1,202314、意志坚强的的人能把世界界放在手中像像泥块一样任任意揉捏。01一月20231:50:59下午13:50:591月-2315、楚塞三湘接接，荆门九派派通。。。一月231:50下下午1月-2313:50January1,202316、少年十五五二十时，，步行夺得得胡马骑。。。2023/1/113:50:5913:50:5901January202317、空山山新雨雨后，，天气气晚来来秋。。。1:50:59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