第四节 热机效率和环境保护
沪科版九年级全册物理第十三章第四节-热机效率与环境保护教案
教案：沪科版九年级全册物理第十三章第四节热机效率与环境保护一、教学内容1. 教材章节：沪科版九年级全册物理第十三章第四节《热机效率与环境保护》2. 详细内容：a. 热机的效率及其影响因素b. 提高热机效率的方法c. 热机对环境的影响d. 环境保护与可持续发展二、教学目标1. 让学生理解热机的效率概念，掌握提高热机效率的方法。
2. 使学生认识到热机对环境的影响，树立环保意识。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点1. 难点：热机效率的计算方法，提高热机效率的途径。
2. 重点：热机效率的概念，热机对环境的影响。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具：课本、练习册、笔记本。
五、教学过程1. 实践情景引入：讨论汽车、空调等热机在使用过程中能源的浪费现象，引出热机效率的概念。
2. 知识讲解：a. 热机效率的定义及计算方法。
b. 影响热机效率的因素：燃料的热值、热机的工作过程、能量损失等。
c. 提高热机效率的方法：改善燃烧条件、减少能量损失、优化热机结构等。
3. 例题讲解：分析实际例子，如汽车、蒸汽机等，讲解热机效率的计算及提高方法。
4. 随堂练习：课后练习题，巩固热机效率的概念及计算方法。
5. 环境保护教育：讨论热机对环境的影响，如尾气排放、噪音等，引导学生树立环保意识。
6. 课后作业布置：布置有关热机效率与环境保护的练习题，培养学生的实际应用能力。
六、板书设计板书内容：1. 热机效率的定义及计算方法2. 影响热机效率的因素3. 提高热机效率的方法4. 热机对环境的影响5. 环境保护与可持续发展七、作业设计1. 题目：计算一辆汽车的热机效率，并讨论如何提高其效率。
2. 答案：略八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对热机效率的概念及计算方法掌握情况，是否存在困难点，需加强辅导。
2. 拓展延伸：探讨热机效率与能源利用率的关系，研究热机在不同工况下的效率变化。
九年级《热机效率和环境保护》教案、教学设计
（二）教学设想
1.针对教学重点，采用直观演示、案例分析、小组讨论等形式，帮助学生理解和掌握热机效率的计算方法及其影响因素。
-通过实验演示，让学生直观感受热机效率与能量损失之间的关系，加深理解。
-减少热机环境污染的有效措施。
-个人在日常生活中如何做到节能环保。
4.小组合作，制作一份关于热机效率与环境保护的宣传海报，要求设计新颖、内容丰富、具有吸引力。
5.学生根据课堂所学，选择一种热机设备进行实地观察，记录其工作效率，并结合所学知识分析原因，提出改进建议。
作业要求：
1.作业内容要紧密结合课堂所学，注重理论联系实际，提高学生的应用能力。
2.作业提交前，学生需进行自评和互评，确保作业质量。
3.教师将对作业进行认真批改，给予评价和建议，帮助学生进一步提高。
九年级《热机效率和环境保护》教案、教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
1.了解热机效率的概念，理解热机效率与能量转化、能量损失之间的关系。
2.学会计算热机效率，并能运用所学知识分析实际热机效率问题。
3.掌握提高热机效率的方法和途径，了解现代热机技术的发展趋势。
4.了解环境保护的重要性，认识到热机使用对环境的影响，掌握减少环境污染的措施。
1.导入：通过提问方式引导学生回顾热机的基本原理，为新课学习做好铺垫。
2.新课内容：讲解热机效率的概念、计算方法，分析影响热机效率的因素，介绍提高热机效率的方法和途径。
3.实践活动：组织学生进行热机效率实验，让学生亲身感受热机效率与能量损失的关系。
4.课堂讨论：引导学生探讨热机使用对环境的影响，提出减少环境污染的措施。
《第四节 热机效率和环境保护》教学设计(贵州省县级优课)
热学计算专题复习教学设计【整体设计思路】由于本轮复习是架建于第一轮基础知识点复习上的一项专题复习，将遵义中考中易出现的热学计算部分考试形式进行一个系统的梳理及归纳。
在这部分我将按照：知识构架→例题练习→学生讲解→方法归纳，四个层次进行：知识构架：构建框架，将热学计算的各种方式构建出来，以备后面归纳。
例题练习：由基础题型出发准备6个有关热学的计算题。
学生讲解：让学生上来对6个题目进行讲解。
方法归纳：在学生对题目的分析过程中完成知识构架。
【教学背景分析】教材分析：根据遵义中考考纲实施意见：1、了解内能和热量。
从能量转化的角度认识燃料的热值。
2、了解比热容，能计算物体吸放热。
3、从能量的转化和转移的角度认识效率。
针对性的进行例题练习，并归纳总结有关热学的所有计算方法。
学情分析：对于经过了第一轮复习的学生来说对系统知识和解题方法都有基础，这次的复习是将所有的热学题型进行系统的归纳，让学生自己练习，自己讲解为主，老师将计算的方法进行系统的归纳。
【教学目标】一、知识目标：1、能够通过简单的吸放热的计算区分m与V。
2、能够计算太阳能辐射热的题目并归纳方法。
3、能够从热学出发结合电学、做功的热学计算，以及能量转换或转移的效率。
二、能力目标：让学生通过自己练、自己讲的方式进行复习，以期达到强化作用，并能培养其他学生发现问题，解决问题的能力。
三、情感态度与价值观：对于燃料燃烧造成的环境污染，以及太阳能的应用，培养学生的环保意识。
【教学重难点】重点：热学的计算，区分m与V。
难点：电热、力热、太阳能热的综合计算。
【教学方法】讨论法、讲授法、归纳法【教学课时】一课时【教学过程】教学环节教师活动学生活动设计意图引入新课对近四年的遵义中考进行分析。
让学生知道中考考什么，我们为什么要对这部分进行专项复习。
新课教学一、关于吸热与放热的计算展示热学部分思维导图，给学生归纳吸热的计算公式tcm∆=吸Q，燃料燃烧放热的计算公式qmq VQQ==放放或，以及吸、放热之间的关系：热平衡（不计热损失）放吸QQ=，热效率100%QQη放吸⨯=。
13.4热机效率与环境保护
能源与环境
1、环境污染： （1）大气污染：热机燃烧的过程中放出大量的有 毒气体和烟尘，造成大气污染。 （2）噪声污染：大量的交通运输工具和由热机做 动力的机械工作时产生的噪声污染，影响人类的 正常生活，甚至危害人类健康。 2、保护环境: （1）改进燃烧设备，消烟除尘。 （2）提高燃料的综合利用，采取集中供热。 （3）充分开发利用无污染的能源。 （4）在内燃机排气管上安装消音器，减小噪声污 染。
解：（1）煤气完全燃烧放出的热量 Q放 = m煤气q煤气 = 0.5kg×4.2×107J/kg = 2.1×107J （2）水由20℃升温到70℃所吸收的热量 Q吸= C水m水Δt = 4.2×103J/(kg∙℃)×50kg×50℃ =1.05×107J
五、燃料替代的计算
例题： 有一种太阳能热水器，在晴天气温 为28℃时，每天可以将200kg的水加热到46℃， 那么每天至少能节约多少煤气？（煤气热值 q=1.8×107J/m3）
某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1米2 表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能 热水器做实验。经多次试验得到自制太阳能热水 器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器 接受太阳光垂直照射的面积始终是2米2，太阳能 热水器内的水的质量为100千克，水的初温为 200C，经8750s时间后上升到450C【C水 =4.2×103)/(kg· ℃)】。请计算： (1)、在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热 量是多少焦耳？ (2)、垂直于太阳光的1米2表面上，每秒钟接受 到的太阳能是多少焦耳？
十三、提高热机效率的途径
例题：关于提高热机效率的途径，下列说 法中错误的是（ ） A、尽量使燃料完全燃烧
B、尽量减少输出功率
C、尽量减小摩擦 D、尽量减少热量损失
九年级十三章第四节热机效率和环境保护
解: Q放=mq =4Kg×3.3×107J/Kg =1.32×108 J
答:完全燃烧释放的热量为1.32×108 J
例题2：
• 把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg 的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为 1.2×107J/kg，外界为标准大气压，并且燃 料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
废气排出带走 的能量
由于机械转动等，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
热机真正对外做 有用功的能量
机械传热损失 一部分能量
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。
热机效率： 热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释
放的能量的比值称为热机效率。
②提高热机效率的途径： 具体措施： 减少热机各种能量损失
首先要减少燃烧过程中的热量损失; 其次是减小机械摩擦以减少机械损失. 再次是尽量简化机械传动部分, 以减少机械损失.
公式： η＝Q有/Q总×100％
3、保护环境，从我做起。
练一练
1、关于燃料的热值正确的是（ B ） A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B．燃料的热值与燃料的种类有关 C．燃料的热值与燃料的多少有关 D．燃料的热值与上面三个因素都有关
无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示：
1kg的无烟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。
［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。
热机效率和环境保护+精品教案
教学案例那么，热值是如何定义的呢？【ppt 6】（这一页选用，也可以直接讲【ppt 7】）教师讲解：实验证明，燃烧1kg煤放出的热量，是燃烧1kg木柴放出热量的两倍多。
→也就是说，可以把不同的燃料质量都取1kg，让它们完全燃烧，比较它们放出热量的多少。
放出热量多的热值大、放出热量少的热值小。
→我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。
热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
【ppt 7】【板书】一、燃料的热值1.物理意义：表示不同燃料完全燃烧时释放热量的能力。
2.定义：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。
表达式。
Q放是燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；是燃料的质量，单位是kg；q是热值，单位是焦每千克，符号是J/kg。
学生在老师的带领下思考、分析、理解、总结。
记录板书内容。
在老师的引导下，理解热值的定义方法。
3.燃料燃烧时的能量转化：化学能→内能。
【ppt 8】教师给出“一些燃料的热值”。
并讲解：表格中，氢气、煤气、沼气这些气体燃料热值的单位是J/m3。
【ppt 9】教师介绍：对于某些气体燃料，其热值在数值上等于在标准状态下1m3燃料完全燃烧放出的热量，单位是焦每立方米，符号是J/m3。
与此对应的热值的表达式q =。
热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
比如：干木柴的热值是1.2×107J/kg，它所表示的物理意义是：1kg的干木柴完全燃烧，放出热量是1.2×107J。
煤气的热值是 1.8×107J/m3，它所表示的物理意义是：标准状态下1m3的煤气完全燃烧，放出热量是1.8×107J。
【ppt 10】【板书】听讲，了解气体燃料热值的单位。
听讲，了解气体燃料热值的单位。
回答一些热值的物理意义。
记录。
了解气体燃料热值的单位。
4.热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、形态、体积、是否完全燃烧、放出热量的多少无关。
热机效率与环境保护
热机效率与环境保护热机效率是评估能源利用效率的重要指标，而环境保护则是人类社会发展的必然要求。
本文将探讨热机效率与环境保护之间的关系，并探讨如何通过提高热机效率来实现环境保护的目标。
一、热机效率的定义与计算热机效率是指能够将热能转化为机械能的比例，常用符号为η。
一般来说，热机的效率越高，能源利用效率就越高，能源消耗量就越低。
热机效率的计算公式如下：η = W/Q_hot其中，W表示所获得的机械能，Q_hot表示从热源吸收的热能。
根据这个公式可以看出，提高热机效率的关键是提高机械能的输出和降低热能的消耗。
二、热机效率与环境保护的关系燃煤、石油等传统能源的使用对环境造成了严重的污染和破坏。
提高热机效率可以减少能源的消耗，从而降低对环境的影响。
具体表现在以下几个方面：1. 减少温室气体排放热机的高效率意味着同样的机械输出所需要的热能会减少，从而减少了燃烧过程中产生的温室气体的排放量。
温室气体是导致全球气候变暖的主要原因之一，通过提高热机效率，可以减轻全球变暖的速度。
2. 节约能源资源能源是社会发展不可或缺的资源之一，节约能源是推动可持续发展的重要措施。
提高热机效率可以减少对能源的消耗，从而实现能源资源的高效利用。
3. 减少大气污染物的排放燃烧过程中产生的大气污染物对空气质量和人体健康造成了严重的影响。
通过提高热机效率，可以降低燃烧过程中产生的有害气体的排放量，从而改善空气质量。
4. 促进清洁能源的发展提高热机效率需要利用先进的能源技术，这将促进清洁能源的发展。
清洁能源不仅具有低碳、低污染的特点，还能有效地降低对传统能源的依赖，从而推动能源结构的转型和环境保护的实现。
三、提高热机效率的途径为了实现环境保护的目标，必须采取有效的措施来提高热机效率。
以下是几种常见的途径：1. 优化热机的设计通过改善热机的结构和工作方式，可以提高热机的效率。
例如，采用高效的燃烧方式、改进传热方式、减少能源损失等措施，都能够提高热机的效率。
热机效率与环境保护 教案 说课稿 教学反思
问题2：相同质量的不同燃料释放能量的多少相同吗?不同燃料燃烧释放能量的能力一样吗?
教师出示：
（1）0.6kg无烟煤完全燃烧只能烧开5瓶水，而0．6kg的液化气完全燃烧可以烧一天饭菜、开水以及还可以烧淋浴的洗澡水．
（2）普通的一个家庭一个月平均要用无烟煤75kg，改用液化石油气就只需15kg，农村烧大灶的话每月需干木柴150kg．
重点
燃料的热值概念的建立及燃料完全燃烧释放热量的简单计算．
难点
对热值和热机效率的理解．
【教学环节安排】
环
节
教学问题设计
教学活动设计
问题最佳
解决方案
创设情境
展示飞机、汽车、火箭、燃煤火车等儿童卡片，它们工作时都需要燃烧燃料，生活中你还见过哪些燃料？它们燃烧时都能不断的释放能量吗？释放能量的能力相同吗？
D．燃料的热值与燃料的质量以及燃烧情况无关
知识点2：热机效率
问题1：根据你的生活经验，你认为燃料能否完全燃烧?热机工作时，燃烧释放的能量能全部对外做有用功吗?你认为热机工作时有哪些能量损失呢？
小结：（1）真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料完全燃烧时所释放能量的一部分．
（2）热机中燃料燃烧所释放能量的主要走向：燃料很难完全燃烧，燃料的化学能不能完全释放；由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量；废弃排出所带走的能量；机械传热损失的能量．
问题2：什么是热机效率？热机的效率能达到100％吗?为什么?
小结：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率．热机的效率一定小于100％，因为能量损失永远存在．
问题3：为了合理利用能源，人们一直都在努力提高热机的效率，如何提高?
小结：主要途径是减少热机工作中的各种能量损失，首先要减少燃烧过程中的热量损失，其次要尽量简化机械传动部分，并选用优良的润滑材料，减小摩擦，以减少机械损失．
13.4热机效率与环境保护
例题：计算4Kg柴油完全燃烧释放的热量。 （q=3.3×107J/Kg ）
已知： m=4Kg, q=3.3×107J/Kg
Q 求: 解: Q=mq =4Kg×3.3×107J/Kg
=1.32×108 J
答:完全燃烧释放的热量为1.32×108 J
二、热机效率
热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能 全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工 作过程中损耗掉了。
经典例题
1、一桶汽油用掉一半后，剩下的一半汽油与 原来的一桶汽油相比较（） A、质量变为原来的一半 B、比热容变为原来的一半 C、热值变为原来的一半 D、密度变为原来的一半
2、干木材的热值是1.2×107J/kg的物理意义？
3、甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，这 表明（） A、甲的功率比乙小 B、甲做的功比乙少 C、甲消耗的柴油多 D、甲柴油机将内能转化为机械能的百分比小
4、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 ___________，如果用掉一半后，干木柴的热值 将变为_________________。
5、某家庭需要将50ｋｇ、20℃的水加热到60℃ 作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧 0.8ｋｇ煤气．已知煤气的热值q＝4.2×10７J/kg， 水的比热容c＝4.2×10３J/（kg· ℃）． 求： （１）50ｋｇ、20℃的水加热到60℃需吸收的 热量； （２）完全燃烧0.8kg煤气放出的热量； （３）煤气灶烧水的效率．
Q放=q m 或 Q放=q V
理解:三个关键词：1kg、某种燃料、完全燃烧 （1）“1kg”是指燃料的质量，如果燃料的质量不是 1kg，那么完全燃烧时放出的热量就不等于热值的数 值。 （2）“某种燃料”是指热值与燃料的种类有关，确 定了燃料的种类才能确定热值，不同的燃料有不同的 热值。 （3）“完全燃烧”是一种理想的燃烧状态，是指燃 料烧完烧尽，1kg的某种燃料只有完全燃烧放出的热 量在数值上才等于燃料的热值。 （4）热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关 （5）燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程
13章 第四节 热机效率和环境保护(备作业)(解析版)
11、关于热机效率，下列说法正确的是（ ） A. 蒸汽机的效率高于汽油机的效率 B. 热机所做有用功越多，它的效率就越高 C. 内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少 D. 热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大 【答案】D 【解析】 A、蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失最多，效率最低，故 A 错误； B、热机的有用功多，与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定多，故 B 错误； C、热机消耗的燃料多、燃烧放出的热量多，但用来做有用功的能量可能更多，即效率可能更高，所 以据消耗燃料的多少是不能判断热机效率大小的，故 C 错； D、热机效率越高，热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，比值越大，内能转 化为机械能的比例越大，故 D 正确。 故选：D。
2
q=8.4×107J/kg] 【答案】比热容 8.4×105 0.01 【解析】汽车散热器用水作为冷却剂，是利用了水的比热容较大的性质；水吸收的热量：Q 吸 =cm△t=4.2×103 J/（kg·℃）×10 kg×20 ℃=8.4×105 J；由题知，Q 放=Q 吸=8.4×105 J，∵Q 放 =m 气 q，∴m 气=Q 放/q=8.4×105J/（8.4×107J/kg）=0.01 kg。
【答案】30 6.6×107
次，若其效
【解析】（1）已知飞轮转速为 3600r/min，即 60r/s，而一个工作循环活塞往复 2 次，曲轴转动 2 周，
做功 1 次，所以该柴油机 1s 对外做功 30 次；
柴油燃烧放出的热量：
Q 放＝mq＝5kg×3.3×107J/kg＝16.5×107J， 其转化的机械能为：W＝16.5×107J×40%＝6.6×107J。 故答案为：30，6.6×107。
2、现探明中国南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧
热机效率和环境保护示范课教学设计 新课标沪科版九年级物理
第四节热机效率和环境保护教学设计思想本节课包含燃料的热值、热机效率和环境保护三部分内容。
教材首先从日常生活中的燃料的使用入手，让学生认识到不同燃料的热值是不同的，介绍燃料及其热值的有关知识；其次从热机工作过程能量的转化和转移入手，让学生认识到燃料燃烧释放的能量不可能全部转化为有用的机械能，介绍热机效率的初步知识；最后从热机的环境污染入手，让学生初步建立既要发展又要保护的综合评价思想，介绍内能的利用与人类发展的关系。
本节整体内容联系生活实际比较多，理论探讨较多，系统性不强，而学生的认知特点：抽象逻辑思维刚从“经验型”向“理论型”转变。
所以教学设计的总体思想：一是增加采用不同燃料将100g水加热到沸腾的定性实验，以实验现象贯穿课堂，用形象思维促进抽象思维的转化，激发并保持学生的学习兴趣；第二，通过对燃料热值和热机效率的认识，进一步掌握物理概念的学习方法；第三，通过比较，归纳物理现象产生的原因，并针对原因探究解决问题的方法。
教学目标1、知识与技能⑴从能量转化的角度认识燃料的热值。
会查热值表，能利用燃料的热值解决简单的问题。
⑵通过热机工作过程中能量的转化和转移，认识热机效率，了解提高热机的主要途径。
⑶初步认识内能利用与环境保护的关系。
能通过具体事例，说出内能与人类生存和社会发展的关系，了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
2、过程与方法⑴经历观察物理现象的过程，能简单描述用不同燃料将100g水加热到沸腾近程中的物理现象，培养学生初步的观察能力、分析概括能力和信息交流能力。
⑵通过参与科学探究活动，初步认识理论探究的重要性，进一步掌握物理概念的学习方法。
⑶领会比较的研究方法，能利用不同渠道收集信息，通过比较归纳简单的科学规律，探究解决问题的方法，提高学生信息处理能力。
3、情感、态度与价值观⑴通过贴近学生生活实际的实例，引导学生初步领略自然现象中的美妙与和谐，培养学生亲近自然、热爱自然、与自然和谐相处的情感。
沪科版物理九年级全一册13.4热机效率和环境保护 课件
气体燃料 固体和 液体燃
料
热值的符号：q 单位：J/kg （J/m3）
• 质量为m的燃料完全燃烧释放的热量是：
Q=mq
Q：燃料完全燃烧释放的热量 ｑ：燃料的热值 ｍ：燃料的质量
Q=qv 气体燃料
注意：使用公式时各物理量的单位 统一为国际单位
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.
结束
讨论交流
• 如何保护我们的环境？
1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置; 2.集中供热； 3.改用气体燃料，普及煤气和天然气； 4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。
检测反馈
1、小明家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月 消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约80千克， 液化石油气约30千克，煤气约60千克。这四种燃 料中的热值最高的是( ） A
无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示1kg的无烟煤 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 完全燃烧时所放出的热量为4.9×107J。
热值是燃料的一种特性
1.同种燃料在相同状态下热值相同， 其热值大小与燃料的质量、体积， 是否燃烧以及是否完全燃烧无关。 2.不同燃料热值一般不同。
•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。
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 用草木或秸杆作燃料。
固体燃料
燃料可 分为三
第四节 热机效率和环境保护培优练习题及答案解析
课时提升作业(九)热机效率和环境保护(30分钟40分)一、选择题(本大题共4小题。
每题3分。
共12分)1.煤的热值比木柴的热值大。
这表示( )A.烧煤比烧木柴产生的热量多B.烧煤比烧木柴产生的温高C.煤比木柴具有的内能多D.相同质量的煤和木柴完全燃烧。
煤放出的热量多【解析】选D。
本题考查热值的概念。
煤的热值比木柴的热值大。
说明完全燃烧相同质量的煤和木柴。
煤放出的热量多。
不能说明烧煤比烧木柴产生的热量多、产生的温高。
也不能说明煤比木柴具有的内能多。
故选D。
2.(·嘉峪关市四中期末)双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料。
以下说法正确的是( )A.燃料的热值越大。
燃烧时放出的热量越多B.以天然气为燃料。
汽车发动机的效率可以达到100%C.在压缩冲程中。
燃料混合物的温升高。
内能增大D.汽油与天然气相比。
燃烧时汽油对环境的污染较小【解析】选C。
本题考查燃料的热值。
由Q放=mq可知。
燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关。
故A错。
以天然气为燃料时。
仍有热散失。
仍需克服摩擦做额外功。
其机械效率不能达到100%。
故B错。
在压缩冲程中。
对燃料混合物做功。
使其温升高。
内能增大。
故C正确。
使用天然气作燃料的目的是其对环境污染小。
成本低。
D错。
故选C。
【易错警示】燃料的热值是物质的一种特性。
只与燃料的种类有关。
而燃料放出的热量与燃料的热值和质量都有关。
3.(·武汉联考)关于比热容和热值。
下列说法正确的是( )A.冰熔化成水。
它的质量、比热容都不变B.燃料完全燃烧时热值较大。
不完全燃烧时热值较小C.一桶汽油用去一半。
比热容和热值都不变D.物体热值越大。
燃烧时温越高【解析】选C。
本题考查对比热容和热值的理解。
冰熔化成水。
它的质量不变。
水和冰的比热容由于状态不同。
它们的比热容也不同。
故A错。
因为热值是燃料的一种特性。
其大小只与燃料的种类有关。
与燃料是否充分燃烧无关。
故B 错。
比热容和热值是物质的一种性质。
只与物质本身有关。
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②排放的二氧化硫会形成酸雨；
③排放大量二氧化碳会加剧温室效应； ④汽车尾气中的氮氧化物还会造成光化 学污染； ⑤热机工作时还会产生噪声污染。
【讨论交流】环境保护措施
①改进燃烧设备，加装消烟除尘装置； ②集中供热；
③改用气体燃料，普及煤气和天然气；
④充分开发利用污染少和无污染的新能 源．
放 7
q
1.2 10 7 J / k g
变式题：已知酒精的热值为q，质量为m的酒精完全燃烧一 半放出的热量为 ，剩余酒精的热值为 。 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：qm/2；q
【例2】学习了电学和热学知识后，小华通过实验得知：用电热壶将20℃、 15kg的水加热到100℃，需要1.05元电费。用煤气灶做同样的实验，则需要消 耗0.42元的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg ．℃）。 （1）如果使用煤炉做同样的实验，已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为 3.4×107J/kg，假设煤炉的热能利用率为20%，无烟煤的价格是0.34元/kg。则 需花费多少钱？ （2）如果某地区可以同时提供电、煤气和煤，从经济和环保等角度综合分析， 你会建议使用哪种燃料？请阐明理由。
【例3】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．
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%。
三、环境保护
燃料燃烧对环境有什么影响？
①燃料燃烧排放的烟尘使大气十分浑浊；
解析：(1)Q吸= cmΔt=4.2×103 J/ kg· ℃×15×103kg×80℃=5.04×107J Q=Q吸/20%=2.52×107J m=Q/q=5.04×107J/3.4×107 ＝0.741kg n=0.741×0.34=0.252(元) (2)建议选择煤气，因为煤气价格适中，且污染小。
作业
• P36. 1、2、3题
课堂练习
【例1】干木材的热值是1.2×107J/kg，它的物理意义是 ____________________．要放出3.6 × 107J的热量，需要完全燃烧 __________kg的干木材． 解析：其物理意义是：1kg干木柴完全燃烧放出1.2×107的热量。由Q放 =qm得： m Q 3.6 10 J 3k g
解析：内燃机排放的废气和烟尘造成了大气污染；工作时 还会产生噪声污染。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 /(mq)．即1-35%-30%-10%=25%。 答案：大气；噪声；25%
【总结】
• 1．燃料的热值：1kg某种燃料完全燃烧放 出的热量，叫做这种燃料的热值。热值用q 表示，的单位是J/kg。气体燃料的热值单位 通常用J/m3。 • 2．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/(mq)． • 3．环境保护
炒菜做饭用什么燃料？“长征2F”火箭用的是什么燃料
洛杉矶光化学烟雾事件
一、燃 料的热值
1Kg某种燃料完全燃烧放出的能 量（热量），叫做这种燃料的热值 （heat value），热值用q表示。
单位：J/Kg 或 J/m 3 公式：
Q = mq
【想一想】热值的物理意义
7J/kg，其物 柴油的热值是3.3×10
理意义是：1kg柴油完全燃烧释放 7J的热量。 出3.3×10
计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。
Q=mq=4kg×3.3×107J/kg=1.32× 108J。
二、热机效率
提高热机效率的主要途径Βιβλιοθήκη 什么？ 热机的效率能达到100%吗？
【议一议】提高热机效率的主要途径
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，减小因克服摩擦阻力 而额外消耗的能量。 【想一想】热机的效率能达到100%吗？为什么？