.热机效率和环境保护

第十三章第四节热机效率与环境保护

学习目标：（1）知道燃料在燃烧的过程中，燃料的化学能转化为内能。（2）从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的能力不同，建立热值的概念。能说出热值的单位及所表示的物理意义。（3）会查燃料的热值表。能根据燃料的热值计算一定质量的燃料完全燃烧所释放的热量。（4）知道热机工作时燃料释放能量的主要流向；知道什么是热机效率和提高热机效率的主要途径。（5）知道热机与环境保护的关系

人类利用的能量主要是从燃料燃烧中获得的内能它们都离不开燃料思考：你们家里做一顿饭烧木柴和烧液化气哪个用的质量多？zxxk不同燃料燃烧释放出能量的能力是不同的

一、常见的燃料：煤、石油、天然气、木材或植物秸秆等燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程二、燃料的共同特点：单位：J/Kg一.燃料的热值为了研究不同燃料燃烧释放能量的能力的不同的特性——热值用字母：q

表示

某种燃料完全燃烧放出的热量与所用燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。或J/m3（气体）［强调］（1）热值定义中：注意“必须完全燃烧”；（2）热值是燃料的重要特性，反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小。只与燃料的种类有关，与质量和是否完全燃烧无关。1kg的干木柴完全燃烧释放出1.2×107J的热量；那么质量为m

kg的干木柴完全燃烧释放出多少J的热量，怎么计算？Q=mq公式：或：Q=Vq燃料完全燃烧释放的热量燃料的质量燃料的热值燃料的体积

请同学们阅读教材51页“常见燃料的热值”，并从表中查出“干木柴”、“烟煤”、“液化石油气”的热值，说说它们表示的意义？Zxx，k

干木柴的热值为1.2×107J/Kg，表示1千克的干木材完全燃烧放出的热量为1.2×107J

烟煤的热值为2.9×107J/Kg，表示1千克的烟煤完全燃烧放出的热量为2.9×107J

液化石油气的热值为4.9×107J/m3，表示1m3液化气的完全燃烧放出的热量为4.9×107J例1：计算5Kg汽油完全燃烧释放的热量。（q=4.6×107J/Kg）已知：m=5Kg,q=4.6×107J/Kg求:Q解:Q=mq=5Kg×4.6×107J/Kg=2.3×108J答:完全燃烧释放的热量为2.3×108J例2：在1个标熔准大脆气压坑下，志将5k仿g冲40℃的水哭烧开叛，需色要完展全燃纵烧多帮少kg的干鸟木柴液？（血已知拒干木扶柴的音燃烧勾值为1.黎2×107J/敢kg，并拍且燃划料完殊全燃万烧放直出的疤热量洽全部慌被水康吸收役）分析享：利用泊吸热验公式Q吸=Cm跃(t垦-t0)可以雁算出威将水裕烧开锋要吸例收多抗少热羡量，史（解李题时周应注俭意在1个标镇准大犁气压日下，恨水的楼沸点着是10挨0℃，即俯水烧胞开时针的温偏度为10咐0℃），梁再利阳用Q吸=Q放和燃丘料的孤燃烧妨值求沉干木何柴的纸质量斑．1.用26挑×1玻06J，0.骗10返5泛kgQ吸=Cm(t2-t1)=4雷.2×103J/共(k刃g·℃)×5k抹g×(1悠00℃-4警0℃)=1专.2邻6×106J因为Q吸=Q放=1萝.2和6×106J所以粉干木兆柴质摘量解：解：念（1）Q吸=cm拆Δt=4迅.2×103J/蚕(k危g·屯℃)×40甜kg×25触℃=斥4.纸2×106J；（2）∵Q吸=适Q放,又Q放=mq∴m考=Q吸/q=牛4.婆2众×谣106J链/幸3而×1沿07J/感kg=0馒.1饶4k戒g练习偏：1、太拼阳能列热水胸器内标有40扫kg的水章，在垫阳光死照射恩下，径水的持温度桂升高肠了25砌℃，求裂：（1）水肿吸收骗的热逆量？甲（2）这低些采热量腰相当狐于完品全燃膨烧多巧少kg的焦栋炭放沙出的僚热量[q焦炭=3芒×1龟07荐J/牙kg笋C水=4朋.2写×1箱03面J/绍kg渴.写℃]2、在罪一标对准大仪气压甘下，建质量梳是0.砍1k陵g的酒妇精完舅全燃托烧放需出的册热量亦有40英﹪被5k吉g、50指℃的间水吸昏收。雅那么职水温纲度升再高到劈燕多少编？[水未雅烧干q酒精=3效×1磨07J/运kg困]解：唉酒淹精完奥全燃扒烧放千出的区热量Q放=mq=0咏.1馋Kg晓×3超×1喇07J/掘Kg渡=3隐×1纤06J，娱其中疗被水央吸收劳的热Q吸=3秆×1桶06J×姥40莫%=侄1.填2×挺106J，由Q吸=C水m水Δt得：Δt=Q吸/（C水m水）=1浙.2昂×1械06J/（4.骡2×庸103J/（Kg词·℃）×5救Kg）≈57克℃由Δt=t2-t1得水趟的末瞎温t2=Δ家t+朋t1=爹57袋℃+愚5派0℃魄=1屿07照℃。∵汇在一哈标准瞧大气赢压下荐，水圈的沸亩点是10李0糊℃，∴番水温尝度升竿高到10御0涉℃约2.推8K指g约1.矮16笋Kg约0.谁73糊Kg请估草算：二、热机效率交流侄与讨牵论：热机腥工作肢时，伸能不胖能把已燃料罚所蕴便藏的拍化学烟能全屯部用恰来对转外做段有用律功？1、部孝分燃命料未游完全变燃烧2、克林服摩娱擦消另耗能苗量转变现为对撤外做夫有用颗功的亚能量4、机粉械传柱热损悦失能披量3、废书气排订出带驰走能歉量热机晃效率脱：热机穗工作胁时，闸对外叠做的有用稳功与燃副料完全矛燃烧销所释犁放的贫能量的比值称为橡热机尾效率两。炉子茶的效胖率：有效搜利用青的热增量与艇燃料盯完全扒燃烧骑放出叫的热宏量的丧比值η＝Q有/Q总×1涝00％提高酬热机外效率日的主绸要途链径:减少贷热机朽工作飞中的买各种渣能量纪损失具体去方法:首先门要减吐少燃培烧过状程中阔的热初量损狗失;（让龙燃料庆充分温燃烧冒）其次纯是减稼小机婚械摩检擦以柴减少悔机械嚷损失.（如窃选用业优良周的润咳滑材浸料）再次但是要姓尽量武简化瓜机械尿传动愧部分,以减项少机贫械损此失.议一消议：怎样摩提高敞机械忙效率硬？想想替看：热机敌的效奇率能篇达到10例0税﹪吗？哲为什业么？不能倚。因为拐热机捡在工灶作过坝程中只一定肃有能善量损饲失。请同拆学们饿阅读系教材52页倒朱数第辆二段围，了射解各站种热余机的技效率题。三、环境保护1.对人票体健蛾康的谜直接苍危害,硫酸眠雾和渠硫酸递盐雾朝的毒己性比质二氧标化硫伏大得祖多,可以颜侵入刻肺的吩深部区组织,引起乒肺水府肿等武疾病抢而使骡人致陡死.2.引起气河流辽、湖赏泊的费水体糊酸化,严重评影响出水生身动植盗物的秤生长.Zx赴x。k3.破坏灭土壤键、植席被、悼森林.4.腐蚀尤金属鼠、油乞漆、快皮革沿、纺表织品血及建风筑材疑料.5.渗入驴地下,使水徒中铝施、铜箩、锌泡、镉库的含委量比同中性瓜地下替水中境高很吹多倍.酸雨委的危全害环保贫措施弓：1、加挎强立效法，旺控制柴人为衰污染2、改渠进燃骑烧装鹅置，串加装捧消烟脏除尘混设备苏，以姑减少耳烟尘宣排放3、推下广、填普及负“环服保型密能源侦”4、人当口密齐集区组采取肾集中响共热徒，提竭高燃盆料利强用率5、种卖植绿瘦色植杠物，惰净化铁空气当堂振检测疏反馈A2、航胃天工庆业中挑的火甜箭是腾用液水态氢压作为敞燃料谎的，圆这是个因为慢液态兵氢具并有（寨）A、较潮小的报质量B、较紫小的碍密度C、较坡大的缸比热蚕容D、较秀大的搅热值D1、四乞口之草家分挎别单泡独使求用不定同种凳类的虑燃料芬时的过平均虑月消范耗分胖别为则：木猴柴约20快0千克轿，烟遣煤约80千克海，液暮化石梦油气溉约30千克胁，煤俩气约60千克孙。这贯四种席燃料个中的停热值近最高仗的是(佣)A、液朋化石滤油气B、煤敲气C、烟警煤D、木跨柴4、有妖关热抄值的谅概念痕，下粮列说塞法中那正确武的是(黎)A、燃分料完办全燃薯烧时雪，它盗的热射值最敏大B、没页有燃宾烧的涂燃料淋，热魂值等悔于零C、燃减料燃防烧时牺放出茅的热肌量越斤多，吧热值念越大D、燃考料的赌热值怀与燃食烧情舞况和杀质量驶无关铅，只助与燃商料种仗类有躺关。5、无步烟煤蔑的热溉值大谢于干珠木柴攻的热及值，纲则(舒)A、烧班无烟倦煤比快烧干古木柴乞产生踢的热过量多B、要仓使它木们放从出同译样多妖的热秀量，横完全鸣燃烧症的无砖烟煤榜的质赖量小盼于完纤全燃盖烧的还干木总柴的命质量C、烧拾无烟励煤比划烧干胖木柴野产生者的烟竞尘多D、煤手比木被柴含例有的吓热量战多DB3、柴艇油机融是工赚农业发生产办中常硬用的趋热机火，已垂知某丹型号子柴油昂机的京效率陵是30萍%，在顽柴油狱机内管完全圈燃烧2千克祥柴油局能放宪热J，这扰些热钓通过饰柴油称机的喊转化以能对榆外做躲有用联功J。爸（柴腊油的油热值际为3.劳3×霸107J/津kg怨)4、完堂全燃将烧14芹0克焦叙炭（壶焦炭蜂的热户值为3.绞0×剑107J/抽kg团)能放绒出多杀少热秋量？谦若这叠些热班量的30融%被水灵吸收沉，则绝能使30销kg、20枪℃的水承温度齐升高最到多倍少度诵？6.聋6×身1071.垒98牵×1描074.尾2×筑106J沾30℃1、为淹节约散能源悼，需科提高异热机臭的效历率，签下列艇措施享中不伤能提盏高效归率的护是(芒)A、尽河量使公燃料芝充分危燃烧B、尽梳量增淘加热端机的帖工作剃时间C、尽跨量减模少废容气带敲走的楚热量D、尽券量减餐少热绒机部扒件间骄的摩论擦B2、一躲个含0.故6懒kg无烟唱煤的枣蜂窝呀煤，客能将9k娱g、20叛℃的水烧开（一房诚个标牧准大阵气压景下），而0.辽6唐kg的液哈化气厨可以吨供普永通人墓家一橡天做碍饭、班烧开办水、缎洗澡碧用水絮。这毒样看况来不锻同的办燃料慕的不同赚，若q无烟糕煤=3巧.4啄×1储07J/话kg，那肆么这纷个煤临炉的悔效率撞是。热值14雕.8％4、用六煤气您灶既叠方便湾又环航保，辱一般峡的煤断气灶毯正常光工作邪时。15尤mi谁n可使品质量宴为4K消g、温考度为23拜℃的水衣沸腾托，该百城市精水的论沸点宇为93雾℃，求映：⑴水作吸收味的热徒量；⑵若繁煤气约灶放圣出的浑热量70娇%被水席吸收裤，煤伴气灶范实际贼放出废的热险量为财多少?【斧C水=4豆.2钢×1曲03J／(k悬g·菊℃)拐】解（1)Q吸=C而m(声t2-t1)=4躁.2晓×1找03J／(k妥g·呀℃)严×4府kg民×(傍93虫℃-弹23斯℃)=1日.1悼76溜×1壤06J（2）∵Q吸=7标0%Q放∴Q放=Q吸/7遮0%逮=1挖.1数76月×1娃06J/70吧%=透1.录68如×1默06J晴天污垂直损于题伸太阳须光的浮地球筒表面逆上接件收到矛太阳哈的热记辐射苹能量拜约J=洋1.崭26狱×1艘03J/找m2.s。太婶阳能迟热水节器的俭集热匪管接兼收太闷阳辐哪射能递的面愁积S=勇1.型5m2，如霞果热震水器超中盛嗽有40腔kg、10蚊℃的水剖，在叠太阳欧照射速下使叶水温伤上升30否℃需要涨多少辰时间辣？（井热水孤器的葡效率快为50艰%）解（1）水代吸收煎的热授量：Q吸=cm技△t=4句.2冶×1遮03J/（kg·℃）×4膛0k教g×粘30迈℃大=眠5.04鸡×1坝06J．崖（2）∵Q吸=5恰0%芒Q放∴Q放=Q吸/5旷0%沿=1塑.0狐08脑×1尤07J又Q放=JS血t∴t劳=Q放/洋JS=1堡.0内08炭×1灵07/(费1.捉26秃×1向03×1嚼.5警)=5蛙33炎3(廉S)5、某建巾筑工慢地使凑用如贩图所阔示装肌置搬倍运建聪筑材搅料．娃已知蹲柴油祸机的甘效率送是40％，毁柴油享的热池值是4×批107J／kg，用唤此装隆置将叫一块扒重为32吼00规N的建甩筑材她料提侄升5m。历腔时4s，消般耗的往柴油意为4g（1）4g柴油估完全盾燃烧巾放出缺多少禽热量削？柴守油机雅的输富出功插率多唤大？（2）提哀升这倒块建将筑材刃料做仿的有肠用功镰是多残少？南整个学装置链的效竟率多澡大？（3）请海对该茶工地采听用此另装置毅施工楚的合黑理性对进行踏评价帆．已知结：η柴＝40旷%，q=盐4×倾107J/适kg袜,属G哭=3胶20拉0N，h=网5m坑,结t=后4s粥,赵m柴=4笔g=辅4×岸10-3kg求：事（1）Q放；P出；建（2）W有；η总；帝（3）评亭价解：辈（1）Q放=雹m柴q浸=陶4×汽10-3kg风×4挤×1病07J/芒kg=咳1.非6×枕105J由η＝Q有/