沪科版九年级物理 （热机效率与环境保护）内能与热机课件教学

九年级物理沪科版·上册第四节热机效率和环境保护

新课引入观察并回答：燃料燃烧：化学能转化为内能火力发电烧水做饭火箭升空学习目标热机效率和环境保护

1.什么是燃料的热值？如何利用热值计算热量？

2.什么是热机的效率？

3.了解热机使用与环境保护的知识。新知讲解一、燃料的热值选用这几种不同的燃料，所需的燃料质量相同吗？思考新知讲解实验结论：完全燃烧相同质量的不同燃料放出的热量是不相等的。新知讲解某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。2.定义：表示燃料完全燃烧时释放热量的能力。1.意义：国际单位：焦每千克；符号：J/kg。

气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。3.单位：对于气体燃料而言，热值则是某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的体积之比。新知讲解注意1.物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。2.热值是燃料本身的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积以及燃烧情况无关。4.常见燃料的热值新知讲解5.公式：

新知讲解例题：计算4kg的柴油完全燃烧释放的热量。

500g汽油完全燃烧时，可以放出多少热量？强化训练

强化训练思考并回答：

（1）在多数情况下，燃料都不可能完全燃烧，因此，燃料燃烧时实际放出的热量往往少于根据热值计算出来的热量。（2）燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。新知讲解二、热机的效率热机工作时，燃料所蕴藏的化学能有很大一部分损耗掉了，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时放出热量的一部分。注意新知讲解热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值。1.定义：2.公式：

注意

1.热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。2.热机的效率总小于1。新知讲解汽油机的效率为20%~30%蒸汽机的效率只有6%~15%3.常见热机的效率柴油机的效率为30%~40%喷气式飞机的效率为50%~60%新知讲解4.提高热机效率的方法：减少热机工作中的各种能量损失。（1）尽可能使燃料充分燃烧；（2）尽量减小各种热量损失；（3）机件间保持良好的润滑以减小摩擦。

一辆汽车在平直公路上匀速行驶了6.9km，受到的阻力3.0×103N，消耗汽油1.5kg，汽油的热值q=4.6×107J/kg。求（1）牵引力所做的功。（2）热机的效率。

解:（1）牵引力大小为：F=f=3.0×103N牵引力所做的功：W有=Fs=3.0×103N

×6.9×103m=2.07×107J（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq

=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J热机的效率:==30%η=W有Q放2.07×107J6.9×107J强化训练新知讲解三、环境保护1.热机的利用带来的环境污染汽车排放尾气燃料燃烧排放的烟尘使大气十分浑浊，排放的二氧化硫、二氧化碳和氮氧化合物，会形成酸雨，危害植物，污染环境。新知讲解2.怎样控制热机对环境造成的污染（1）改进燃烧设备，消除烟尘；（2）提高燃料的综合利用，采取之中供热（3）充分利用污染少和无污染的能源知识总结热机效率和环境保护

热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值,叫热机的效率。

3.了解热机使用会污染环境，要控制热机对环境造成的污染。目标测试1.（2018·龙东）一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到，则干木柴的热值为___________J/kg，干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）

1.2×107不变2.对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是(

)A.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比B.燃料没燃烧时就没有热值C.就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，

跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关D.容易燃烧的燃料热值一定大C目标测试3.下列说法正确的是（）A.燃料燃烧时，质量越大，热值越大。B.燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况无关。C.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小。D.燃烧1kg某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值。B目标测试4.下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（）A.热机排出的尾气没有内能B.热值越大的燃料，燃烧时放出的热量越多C.热机的效率能达到100%D.热机的大量使用会造成环境污染D目标测试5.酒精的热值是３×107J／kg，要放出6.0×106J的热量，需完全燃烧多少kg酒精?如果燃气的密度为1.2kg/m3,燃气的热值为4×107J／m3,要放出同样的热量，需完全燃烧多少kg的燃气？解：需完全燃烧酒精的质量：m1===0.2kgQ放q16.0×106J３×107J／kg需完全燃烧燃气的体积：V

===0.15m3Q放q26.0×106J4×107J／m3完全燃烧燃气的质量：m2

=

ρV=1.2kg/m3×0.15m3=0.18kg答：要放出6.0×106J的热量，需完全燃烧0.2kg酒精，完全燃烧0.18kg的燃气。目标测试第十三章内能与热机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。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。

质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。

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）固体和液体燃料气体燃料燃料的热值

热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小的物理量，同种燃料的热值与燃料的质量无关。Q=mq质量为m的燃料完全燃烧释放的能量是：Q：燃料完全燃烧释放的热量ｑ：燃料的热值ｍ：燃料的质量燃料的热值燃料的热值无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示1kg的煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4×107J。液化气的热值为4.9×107J/m3，表示1m3的液化气在完全燃烧时所放出的热量为4.9×107J。请计算：干木柴烟煤汽油热机效率讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放机械传热损失一部分能量热机真正转变为对外做功的部分废气排出带走的能量热机中燃料释放能量的主要走向示意图热机效率热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率，即：η=W有Q放×100%议一议怎样提高热机的效率？使燃料充分燃烧;尽量减少各种热量损失；在热机的设计和制造上采用先进的技术；注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。

想一想热机的效率能达到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燃料条件的限制，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，即热机效率小于100%。环境保护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：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

讨论交流如何保护我们的环境？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；充分开发利用污染少和无污染的新能源。洛杉机光化学烟雾事件

首先，什么是光化学烟雾呢?氮氧化物、烃类等一次污染物在阳光紫外线的作用下发生一系列光化学反应，生成臭氧(占产物85%以上)、过氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、酮类和有机酸等二次污染物，这些一次污染物和二次污染物形成的混合物称为光化学烟雾，它呈浅兰色、有刺激性和很强的氧化性，可造成人类及动植物疾病、建筑物毁坏等危害。洛杉机光化学烟雾事件是指40年代初期至50年代，发生于美国洛杉机市的一系列光化学烟雾事件的总称。该市临海依山，处于50公里长的盆地中，一年有300天出现逆温(即大气层某一高度上的温度不随