北师大九年级物理上册 （燃料的利用和环境保护）机械能、内能及其转化新课件教育

燃料的利用和环境保护

第十章机械能、内能及其转化内能是人类使用的最大量的一种能量，而目前获得内能的主要途径是燃料的燃烧。因此我们有必要学习燃料的相关知识。课题背景内能的利用：1直接加热物体2利用内能做功（内能转化为机械能）补充知识本节课学习的主要内容：一．燃料的燃烧１．燃料的种类及燃料燃烧的实质２．热值的定义．单位及简单计算二．燃料的有效利用１．炉子的效率２．有效利用燃料的途径３．燃料的利用与环境保护思考：燃烧相同质量的煤和木炭放出的热量是否相同呢？三口之家一个月做饭需要的内能，既吸收的热量是一定的，这些热量由燃料燃烧放出。用木柴需要150Kg，煤需要75Kg，而用液化气只需30Kg。从某种意义上来讲，木柴不如煤，煤不如液化气。提问：如何区别燃料的这种差异？

1kg某种燃料完全燃烧时化学能转化为内能的量（放出的热量）叫做这种燃料的热值。（热值用q表示）一、热值：2、单位：3、酒精的热值为q=3.0ⅹ107J/kg，它表示的物理意义是什么？1kg的酒精完全燃烧时化学能转化为内能的量（放出的热量）是3.0ⅹ107JJ/m34、2kg的酒精完全燃烧时放出的热量是多少？燃料完全燃烧放出的热量质量热值=ⅹQ放=mq焦每千克；J/kgＱ放＝Vq1、定义：5、请同学们通过查看课本中的热值表，回答以下问题：1）哪种燃料的热值最大？2）哪种燃料的热值最小？3）火箭为什么用液态氢做燃料？注：热值是燃料的一种性质，与燃料的质量、放出热量的多少、是否完全燃烧无关，热值与燃料的种类有关学以致用：1、酒精的热值为3.0ⅹ107J/kg，完全燃烧200g的酒精放出的热量是

J，若要获得5.4ⅹ106J的热量，则至少完全燃烧

g的酒精。2、近期煤价节节攀升，不少不法商贩将煤矸石破碎之后在优质煤中销售，假如你是检察人员，最恰当的方法是检测下列物理量中的（）A、比热容B、温度C、热值D、质量3*、关于燃料的热值，下列说法正确的事（）A、与燃料的燃烧情况无关。B、容易燃烧的燃料，热值一定大。C、1kg煤燃烧时放出的热量一定大于1kg木柴燃烧时放

出的热量。D、一杯酒精与半杯酒精相比，一杯酒精的热值大。CA6.0ⅹ106180燃料不能有效利用的原因：（１）燃料很难完全燃烧．（２）燃料利用过程有热量损失．二．燃料的有效利用炉子的效率:1、定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做炉子的效率。2、讨论：如何提高炉子的效率（提高燃料的利用率）？使燃料尽可能燃烧充分（如把煤磨成粉状，用空气吹进炉膛）；尽量减少热损失（如加大受热面积，减少烟气带走的热量）请大家根据以下问题自读课本内容，然后回答问题．（１）节约能源．保护环境的重要措施是什么？（２）举例说明有效利用燃料对节约能源的重要意义？（３）燃料燃烧对环境的污染主要是什么？煤燃烧时会排放出二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）等污染物。这些气体溶于雨水，会形成酸雨。直接燃煤及其缺陷酸雨的危害森林受到酸雨破坏酸雨对建筑物的破坏酸雨的危害乐山大佛遭酸雨腐蚀左图摄于1908年，右图摄于1968年，雕塑被酸雨腐蚀得面目全非汽车使用的燃料是汽油和柴油，它们燃烧的尾气中的主要污染物有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。可吸入颗粒物来源:清洁能源的广泛应用水能和风能的利用学到了什么？一．燃料的燃烧１．燃料的种类及燃料燃烧的实质２．热值的定义．单位及简单计算二．燃料的有效利用１．炉子的效率２．有效利用燃料的途径３．燃料的利用与环境保护练习１．炉子

的热量与

的热量之比，叫做炉子的效率３．１kg的汽油完全燃烧放出的热量相当于

kg干木柴完全燃烧放出的热量．２．一个家用节煤炉的效率为40%，完全燃烧一块煤球放出4x107J热量，那么有效利用的热量是

．４．关于燃料的热值，下列说法正确的是（）Ａ．热值越大，燃烧时温度就越高．Ｂ．热值越大，燃烧时放出热量就越多．Ｃ．燃料的质量越大，热值就越大．Ｄ．燃料的热值与燃料的质量无关．５．用液态氢作火箭的燃料，主要是因为液态氢的Ａ密度小Ｂ比热容小Ｃ热值大Ｄ质量小（）1kg、70℃的温水流经散热器后，水的温度降至50℃，在此过程中，水释放的热量是多少？若这些热量由燃烧的焦炭来提供，需要完全燃烧多少焦炭？小星用燃气灶将质量为2Kg，温度为25℃的水加热到100℃，则水需要吸收多少热量？该燃气灶的效率是25%，则加热这些水需要燃气多少千克？（燃气的热值是4.5J/kg）第四节热机北师大版·九年级上册

问题：水沸腾后会怎样？推动塞子的能量来自哪里？新课导入演示实验:现象:软木塞冲出；管口有“白气”产生。说明:水蒸汽对木塞做功，内能减少，它的温度下降,水蒸汽液化成小水珠。工作时：内能转化为机械能应用：热机获取新知种类汽油机柴油机1.热机的种类蒸汽机内燃机汽轮机喷气发动机火箭等内燃机：热机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。常见的内燃机：汽油机柴油机把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。2.内燃机的构造(1)汽油机(2)柴油机①构造②工作原理③汽油机完整工作过程①构造②工作原理(1)汽油机的构造火花塞气缸进气门活塞连杆排气门曲轴吸气压缩做功排气内燃机的

冲程和工作循环(2)汽油机工作原理吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程吸气冲程汽油和空气

进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。压缩冲程

进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。机械能转化为内能。做功冲程

在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。内能转化为机械能。排气冲程燃烧后的废气

进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。(3)柴油机的构造喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴(4)柴油机工作原理吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程吸气冲程空气

进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。压缩冲程

进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。

机械能转化为内能。做功冲程

在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。

内能转化为机械能。排气冲程燃烧后的废气

进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。一个工作循环：活塞：往复两次。曲轴：转动两周。完成：四个冲程。对外做功：一次。辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。3.内燃机的应用

汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。(1)汽油机的应用(2)柴油机的应用

柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。想想议议：4.汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？1．基本构造和主要部件的作用相似。2．每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3．四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。4．一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。相同点不同点1．构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。2．燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。3．吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。4．点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。5、热机的效率

热机的效率：热机所做的有用功和燃料完全燃烧放出的热量之比。叫热机的效率。燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量损失的原因。因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率。

汽油机的效率：20~30%柴油机的效率：30~45%你认为它们的效率比你想象的高？还是低？你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多少？猜猜看！

提高热机效率的途径和方法：

（1）尽可能减少各种热损失，保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量；

（2）充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。

6.热机对环境的影响热机对大气的影响。（1）产生有毒气体。（2）产生大量二氧化碳，造成温室效应。（3）产生粉尘。热机产生噪音。1、压缩冲程混合气体内能增大的原因是什么？

2、做功冲程中，气体的内能如何转化？为什么被称为做功冲程？

答：混合气体爆发性燃烧，化学能转变为内能；燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞运动，内能转变为机械能

。答：活塞压缩混合气体做功，机械能转变为混合气体的内能。随堂演练3、在吸气冲程、压缩冲程、排气冲程活塞为什么会运动？4、排气后，下一个工作过程是什么