13.4《热机效率和环境保护》课件 -2022-2023学年沪科版物理九年级

第四节 热机效率和环境保护 新课导入 柴薪 煤炭 石油 天然气 从哪里获得内能？ 学习目标 1、从能量转化的角度认识燃料的热值，知道燃料热值的物理意义、单位及计算。 2、通过能量的转化和转移，认识并会正确计算热机效率。 3、知道提高热机效率的主要途径。 4、知道热机与环境保护的关系。 一、燃料的热值 课堂探究 煤 酒精 天然气 若用这些燃料加热相同质量的水，需要燃料的多少一样吗？ (为什么提供相同的能量)不同燃料所需的量不同？ 质量相等的不同燃料(种类)在完全燃烧时所放出能量的本领不同。 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。 人们把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。 燃料的热值 　　某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。 2.定义： 3.公式： 表示燃料完全燃烧时放热本领的物理量。热值在数值上等于1 kg（或1 m3）质量（或体积）的某种燃料完全燃烧放出的热量。 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。 4.单位： 固体或液体 气体燃料 深度理解: “完全燃烧”指的是一定量的物质在一定条件下燃烧时化学能全部转化为内能的现象。但是这种燃烧状态只是一种理想状态，生活中很难满足燃料完全燃烧。 燃料的热值 煤油 4.6×107 木炭 3.4×107 汽油 4.6×107 无烟煤 3.4×107 氢气 14.3×107 石油 4.4×107 焦碳 3.0×107 天然气 4.4×107 柴油 3.3×107 烟煤 2.9×107 煤气 4.2×107 酒精 3.0×107 干木柴 1.2×107 气体 液体 固体 常用燃料的热值（单位：J/kg或J/cm3） 1. 燃料的种类不同，燃料的热值一般不同；但也有可能相同，如煤油和汽油等。 2. 热值是燃料的一种特性，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小。燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。 燃料的热值 例 题 1. 关于燃料的热值，下列说法正确的是（　 ） A．燃料的热值越大，燃烧时达到的温度就越高　 B．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多 C．燃料燃烧越充分，则燃料的热值就越大　 D．燃料的热值与燃料的质量及燃烧情况无关 D 例 题 2、计算7Kg汽油完全燃烧释放的热量。（q=4.6×107J/Kg ） 已知： m=4Kg, q=4.6×107J/Kg 求: Q 解: Q=mq =7Kg×4.6×107J/Kg =3.22×108 J 答:完全燃烧释放的热量为3.22×108 J 二、热机的效率 课堂探究 为什么炉渣颜色有的黑有的白？靠近炉灶有什么感觉？ 不能完全燃烧 热，温度比周围高 放出来的热量比按热值计算的小 有效利用的热量比放出来的小 1、部分燃料未完全燃烧 2、克服摩擦消耗能量 转变为对外做有用功的能量 4、机械传热损失能量 3、废气排出带走能量 热机燃料能量的走向 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称为热机效率。 做有用功的能量 燃料完全燃烧放出的能量 热机效率 2. 定义式 1. 定义 （1）热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，它的机械性能就越好。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。 热机的效率 汽油机的效率为 20%~30% 蒸汽机的效率只有6%~15% 柴油机的效率为30%~40% 喷气式飞机的效率为 50%~60% 常见热机的效率 1.使燃料更加充分地燃烧。 2.在设计和制造热机时，不断地改进和创新，以减少各种能量的损失。 3.在各零件上涂上润滑油，减少机械间摩擦所损失的能量。 4.充分利用废气的能量，提高燃料的利用率。 加大与氧气的接触面积 提高热机效率的途径 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，这部分能量远小于总能量，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%。 想一想 例 题 1. 为节约能源，需提高热机的效率，下列说法中错误的是（  ） A. 尽量使燃料充分燃烧    B. 尽量减少热机部件间的摩擦    C. 尽量减少废气带走的热量   D. 尽量增加热机的工作时间，就可以让热机的效率达到 100% D 例 题 2、用天然气