13.4 热机效率和环境保护 课件 2022-2023学年沪科版九年级全一册物理

第4节 热机效率和环境保护 九全 物理 日常生活中常用到的燃料有哪些？ 天然气 煤炭 木柴 酒精 石油 汽油 煤油 液化气 柴油 新课引入 为什么火箭发动机要用氢做燃料呢？ 自带燃料和氧化剂的火箭 长征五号运载火箭（简称“胖五”）是捆绑四个助推器的两级半构型火箭，其芯级直径为5米，采用液氢液氧发动机 1.结合实际生活，体会不同的燃料释放热量的本领不同，建立热值的概念 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.知道燃料燃烧对环境的危害，思考如何保护环境 学习目标 重点 燃料燃烧时的能量是如何转化的？ 能量转化：化学能转化为内能。 一、燃料的热值 燃料的分类 固体燃料 液体燃料 气体燃料 新知学习 1.1kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？ 1.1kg的干木柴和10kg的干木柴在完全燃烧时，放出的热量是否相同？ 2.1kg干木柴和1kg煤完全燃烧，哪一种燃料能烧开更多的水？ 大量生活经验告诉我们，燃料燃烧时放出热量的多少与燃料的质量、燃料的种类和燃烧的充分程度有关。 思考 我们把由燃料种类决定的放出热量的能力叫做燃料的热值热值。 ？ 我们该如何具体计算呢 不同 如图所示，在20℃的室温下，为学生提供100 kg的开水，若选用干木柴、烟煤或液化石油气作燃料，所需的燃料的质量相同吗? 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 3.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. 燃烧时的能量转化: 化学能转化为内能 热值 指燃料燃烧后,全部变成不可燃烧物的过程 4.计算公式： Q:燃料完全燃烧释放的热量 m:燃料的质量 q:燃料的热值 固体或液体 5.国际单位： 气体 Q:燃料完全燃烧释放的热量 m:燃料的体积 q:燃料的热值 焦每立方米；符号：J/m3 焦每千克，符号是J/kg q = m Q q = V Q 热值的作用 燃料热值的高低是衡量燃料优劣的重要标准 注意：不是任何物质都具有热值，热值是燃料的固有特性，如石块、钢铁等非燃料物质都没有热值 温馨提示 观察燃料的热值表，你有哪些发现？ 燃料 热值q/(J·kg-1) 燃料 热值q/(J·kg-1) 燃料 热值q/(J·m-3) 干木柴 1.2×107 酒精 3.0×107 液化石油气 4.9× 107 烟煤 2.9×107 柴油 4.3× 107 氢气 1.4×107 无烟煤 3.4×107 汽油、煤油 4.6×107 甲烷 5.6×107 焦炭 3.0×107 原油 4.4 ×107 乙烷 5.2×107 木炭 3.4×107 热值的大小只与燃料种类有关； 氢的热值最大。 不同燃料的热值一般不同； （1）认识热值定义时，不要漏掉“完全”这一条件 （2）热值反映了燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能本领的大小 （3）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系 6.热值的理解要点： 现在，你知道为什么发射火箭要用氢做燃料了吗？ 发射卫星的火箭燃料要体积小、重量轻，但放出的热量要大，这样才能减轻火箭的重量，使卫星快速地被送上轨道。 由于液态氢的热值较大，根据Q=mq 可知，需要相同的热量时，所带的燃料 质量较小,从而减小了火箭的发射质量和 火箭的体积，便于火箭的发射。 释疑 超级火箭发动机 燃料 热值q/(J·kg-1) 燃料 热值q/(J·kg-1) 燃料 热值q/(J·kg-1) 干木柴 1.2×107 酒精 3.0×107 液化石油气 4.9× 107 烟煤 2.9×107 柴油 4.3× 107 氢气 1.4×107 无烟煤 3.4×107 汽油、煤油 4.6×107 甲烷 5.6×107 焦炭 3.0×107 原油 4.4 ×107 乙烷 5.2×107 木炭 3.4×107 物理意义是：表示1kg的干木柴完全燃烧所放出的热量约为1.2×107J 物理意义是：表示1m3的液化石油气完全燃烧所放出的热量约为4.9×107J 物理意义是：表示1kg的烟煤完全燃烧所放出的热量约为2.9×107J 说一说干木柴、烟煤、液化石油气热值的物理意义 请估算在如图所示的情况下，所需的干木柴、烟煤和液化石油气的质量。 q干木柴=1.2×107 J·kg-1、q烟煤=2.9×107 J