13.4热机效率和环境保护优质课课件 新课标沪科版九年级物理

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。
交流与讨论
• 木炭如果燃烧不充分，此时木炭的热值会 减小吗？
燃料的热值是燃料的特性，它只取决于燃料本身， 与燃料的质量、体积、密度、温度等无关，与燃料 是否燃烧及燃烧是否完全无关。
由热值q的定义可知，质量m为的燃料完全燃 烧释放的热量是：
Q：燃料完全燃烧释放的热量 ｑ：燃料的热值
Q=mq
ｍ：燃料的质量
想一想：对气体燃料而言，对应的计 算公式是什么？
1.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。 2.符号：q 3.单位：Ｊ／kg或Ｊ／m3 4.计算公式：Ｑ放＝mq（液体或固体燃料） Ｑ放＝vq（气体燃料）
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。
〖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。
固体燃料
燃料可 分为三 种
液体燃料
气体燃料
生活小能手
烧开一壶水，分别用干木柴、蜂窝煤、 液化气三种燃料，哪一种燃料的用量最少？ 这说明了什么？
当堂检测反馈
1、四口之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200kg，烟煤约80kg，液 化石油气约30kg，煤气约60kg。这四种燃料中的 热值最高的是( A ) A、液化石油气 B、煤气 C、烟煤 D、木柴
2、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液 态氢具有（ D ） A、较小的质量 C、较大的比热容 B、较小的密度 D、较大的热值
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，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。 热值的符号：q
固体和 液体燃 料 气体燃料
单位： J/kg
（J/m3）
注：对气体燃料而言，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，对应单位是J/m3
3、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号 柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2kg柴油 能放热 6.6×107 J，这些热通过柴油机的转化能 对外做有用功 1.98×107 J。 (柴油的热值为3.3×107J/kg) 4、完全燃烧140g焦炭（焦炭的热值3.0×107J/kg) 能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收， 则能使30kg 、20℃的水温度升高到多少度？
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%。
各种热机的效率: 蒸汽机:6﹪~15﹪ 柴油机：30﹪~40﹪ 汽油机：20﹪~30﹪ 飞机上的喷气式发动机：50﹪~60﹪
• 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？
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：
酸雨的危害
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.
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。
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 高度上的温度不随高度递减，出现反常增加或不变。这会阻碍 大气向上的对流扩散和污染物的扩散)，5～10月阳光强烈。由 于大量汽车排放含氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等废气， 加之洛杉机市特殊的地理及气候条件，自1943年开始，形成了 多次光化学烟雾事件。当地居民纷纷反应有眼睛或喉咙刺激， 其中以1952年的一次最为严重，大批居民发生眼睛红肿、喉痛、 咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功能衰竭，导致近400位 65岁以上老人死亡。此外，植物大面积死亡，车祸增多。
Q放＝mq
请计算：
约2.8kg
干木柴
约1.16kg
烟煤
约0.69m3 液化石油 气
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？
热机 中燃 料释 放能 量的 主要 走向 示意 图
废气排出带走的能量 由于机械传动等， 克服摩擦所消耗 的能量
• 由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只 燃料燃烧时所释放能量的一部分。
内能和热机
第四节 热机效率和环境保护
学习目标
1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热能的本领不同,建立燃料热值 概念。 2. 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。 3、 能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向。对热机效率有 初步认识 ,能大致说出提高热机效率的途径。 4. 能举例说明燃料燃烧产生的排放物对环境的影响,能从科学角度 读懂媒体对与热机 有关的环境方面的报道,培养自觉的环保意识。 5. 能大致说出燃料内能的利用与人类社会的关系。