資源簡(jiǎn)介

(共23張PPT)
第十三章 內(nèi)能與熱機(jī)
第4節(jié) 熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)
新知導(dǎo)入
觀察與思考
1、從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)燃料的熱值，知道燃料熱值的物理意義、單位及計(jì)算。
2、通過(guò)能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，認(rèn)識(shí)并會(huì)正確計(jì)算熱機(jī)效率。
3、知道提高熱機(jī)效率的主要途徑。
4、知道熱機(jī)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
生活中我們可以使用哪些燃料？
該如何分類？
固體燃料
液體燃料
氣體燃料
木炭、煤等
汽油、酒精等
煤氣、天然氣等
新知學(xué)習(xí)
知識(shí)點(diǎn)一：燃料的熱值
觀察與思考
（1）1kg的干木柴和10kg的干木柴在同樣燃燒時(shí)，放出的熱量是否相同？
（2）相同條件下，1kg干木柴和1kg煤，哪一種燃料能燒開(kāi)更多的水？
（3）1kg的干木柴完全燃燒和未完全燃燒時(shí)放出的熱量是否相同？
不相同
煤能燒開(kāi)更多的水
不相同
思考
某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫作這種燃料的熱值。
物理意義：熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。
國(guó)際單位：焦每千克，符號(hào)是J/kg。
固體或液體燃料完全燃燒放出的熱量的計(jì)算公式為Q=qm，氣體燃料完全燃燒放出熱量的計(jì)算公式為Q=qV。
歸納與小結(jié)
常見(jiàn)燃料的熱值
燃料 熱值q/(J·kg-1) 燃料 熱值q/(J·kg-1) 燃料 熱值q/(J·kg-1)
干木柴 1.2×107 酒精 3.0×107 氫氣 1.4×108
煙煤 2.9×107 柴油 4.3×107 甲烷 5.6×107
無(wú)煙煤 3.4×107 汽油 4.6×107 乙烷 5.2×107
焦炭 3.0×107 煤油 4.6×107
木炭 3.4×107 原油 4.4×107
注意
1.物理意義： 熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。
為什么發(fā)射火箭上天要用氫做燃料？
火箭采用液態(tài)氫作為燃料，是因?yàn)閱挝毁|(zhì)量的液氫完全燃燒后所放出的熱量是目前人來(lái)能找到的燃料中最高的；而火箭是用來(lái)往天上打的，能量越大，就飛得越高，又因?yàn)槠滟|(zhì)量小，這樣所帶的有效載荷就大，氫氣燃燒后的產(chǎn)物是無(wú)污染的水，所以用液氫作推進(jìn)劑。
觀察與思考
根據(jù)熱值表，計(jì)算一下10噸氫完全燃燒放出多少焦耳的熱量？氫的熱值是1.4×108 J/kg
若用干木柴完全燃燒來(lái)獲得這些熱量，需要多少噸干木柴？干木柴的熱值1.2×107 J/kg
放出熱量Q = qm
=1.4×108 J/kg× 10×103 kg
=1.4×1012 J
需要干木柴
約120噸干木柴完全燃燒放出的熱量等于10噸氫完全燃燒放出的熱量。
交流與討論
1.用煤燒水時(shí)，煤能完全燃燒嗎？
2.煤燃燒放出的熱量能全部被水吸收嗎？
不能
不能
觀察與思考
在內(nèi)燃機(jī)中燃料是否能夠完全燃燒？
燃料燃燒釋放的能量都到哪里去了？
1、部分燃料未完全燃燒
2、克服摩擦消耗能量
轉(zhuǎn)化為對(duì)外做有用功的能量
4、機(jī)械傳熱損失能量
3、廢氣排出帶走能量
知識(shí)點(diǎn)二：熱機(jī)的效率
用來(lái)做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫作熱機(jī)的效率。
熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)。
歸納與小結(jié)
蒸汽機(jī)的效率只有6%~15%
汽油機(jī)的效率為 20%~30%
柴油機(jī)的效率為30%~40%
知識(shí)與拓展
1.使燃料更加充分地燃燒。
2.在設(shè)計(jì)和制造熱機(jī)時(shí)，不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新，以減少各種能量的損失。
3.在各零件上涂上潤(rùn)滑油，減少機(jī)械間摩擦所損失的能量。
4.設(shè)法利用廢氣的能量，提高燃料的利用率。
加大與氧氣的接觸面積
提高熱機(jī)效率途徑
熱機(jī)為人類的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，但也帶來(lái)了許多環(huán)境污染問(wèn)題。
知識(shí)點(diǎn)三：環(huán)境保護(hù)
1.熱機(jī)的利用帶來(lái)的環(huán)境污染主要有大氣污染和噪聲污染。
2.燃料造成大氣污染的主要原因是：燃料中有雜質(zhì)，燃燒會(huì)生成二氧化氮、二氧化硫和一氧化碳等有害氣體和粉塵。
3.為了保護(hù)環(huán)境，人們采取措施，減少?gòu)U氣和粉塵的污染以及噪聲污染。
保護(hù)的環(huán)境的措施：
1.改進(jìn)燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置;
2.集中供熱；
3.改用氣體燃料，普及煤氣和天然氣；
4.充分開(kāi)發(fā)利用污染少和無(wú)污染的新能源。
熱機(jī)效率和
環(huán)境保護(hù)
1.某種燃料完全燃燒放出的熱量與所用該燃料的質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值。熱量的計(jì)算公式是:Q= mq
2.熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，對(duì)外做的有用功與燃料完全燃燒所釋放的能量的比值,叫熱機(jī)的效率。
3.了解熱機(jī)使用會(huì)污染環(huán)境，要控制熱機(jī)對(duì)環(huán)境造成的污染。
課堂總結(jié)
C
1.對(duì)于燃料的熱值，下列說(shuō)法中，屬于正確理解的是 (　　 )
A.燃料的熱值跟燃料燃燒時(shí)放出的熱量成正比
B.燃料沒(méi)燃燒時(shí)就沒(méi)有熱值
C.就某種確定的燃料而言，它的熱值是一個(gè)確定的值，跟燃料的質(zhì)量及燃料燃燒放出的熱量無(wú)關(guān)
D.容易燃燒的燃料熱值一定大
課堂練習(xí)
2．已知干木柴的熱值是1.2×107 J/kg，完全燃燒0.7 kg干木柴能放出多少熱量？假設(shè)這些熱量全部被水吸收，能使多少千克水的溫度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)。
　　Q = 1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J
　　m =
Q
c(t -t0)
8.4×106 J
4.2×103 J/(kg·℃)×(70 ℃-20 ℃)
　　 =
　　 = 40 kg
3. 關(guān)于熱機(jī)效率，下列說(shuō)法正確的是 (　　 )
A.熱機(jī)效率越高，即熱機(jī)做的有用功多
B.熱機(jī)效率越高，即熱機(jī)的功率越大
C.要提高熱機(jī)效率，就要盡量減少各種能量損失，并且要保證良好的潤(rùn)滑
D.提高熱機(jī)效率，有利于環(huán)保減排
C D
4．一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)各種能量損耗大致為：汽缸散熱損失占25％，廢氣帶走的能量占30％，摩擦等機(jī)械損耗占10％，則內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)效率為_(kāi)________。
35%
5.下列關(guān)于熱機(jī)和環(huán)境保護(hù)的說(shuō)法中正確的是(　　)
A．熱機(jī)的大量使用會(huì)造成環(huán)境污染
B．所有的熱機(jī)都是用汽油作為燃料
C．汽車排出的尾氣都是有毒氣體
D．熱機(jī)所產(chǎn)生的噪聲，可以被熱機(jī)上的消聲器完全消除
A

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