10.6 燃料的利用和环境保护-【教材解读】2023秋九年级全一册初三物理（北师大版)

第十章　机械能、内能及其转化 ５１　 六、燃料的利用和环境保护 知识点一　热值 １．燃料 (１)概念:能够燃烧的物质叫作燃料. (２)种类:固体燃料有木柴、煤等,液体燃料有汽油、柴 油等,气体燃料有氢气、煤气、天然气等. (３)燃料燃烧时的能量变化 ２．燃料的热值 (１)概念:某种燃料完全燃烧时化学能转化为内能的 量(放出的热量)与其质量的比叫作这种燃料的热值. 用字母q表示. (２)单位:焦耳每千克,符号是J/kg. (３)物理意义 表示单位质量的某种燃料在完全燃烧时所放出热量 的多少.如木炭的热值为３．４×１０７J/kg,它表示１kg 木炭完全燃烧放出的热量是３．４×１０７J. 【拓展】(１)热值单位由来 (２)气体燃料的热值单位符号通常用J/m３. (４)理解热值的定义时注意三个关键词 ①某种燃料 *"') 下图为一个家 庭 只 用 某 种燃料做饭时一个月燃料的 用量,由 图 可 知 获 得 相 同 热 量,需 要 的 各 种 燃 料 的 质 量 不同. 燃料的热值只 与 燃 料 的 种类有关. @ 热值 燃料特性曰热值, 物理意义要理解. 质量体积不管用, 大小只由种类定. 燃料体积或质量, 乘以热值算总放. 热功能量同单位, 全是焦耳别忘记. 物理　九年级　上册 ５２　 'F q＝ Q m 的含义 由热值的定义得 到 燃 料 完全 燃 烧 时q＝ Q m .注 意 公 式中每个物理量都有其特殊 的物理意义,不能错误地认为 q 与Q 成正比,与m 成反比. ②完全燃烧 ③与其质量之比 热值是个比值,它与释放的热量和质量无关,仅与燃 料的种类有关. ３．燃料燃烧的简单计算 根据热值的定义我们可以推导出质量为m(或体积为 V)的某种燃料完全燃烧时放出的热量的计算公式. (１)固体和液体 (２)气体 【注意】 (１)运算时单位一定要统一! (２)只有燃料完全燃烧时,才能用Q＝qm 或Q＝qV 进行计算. 解题模型———燃料燃烧放出热量的计算 １．模型特点:固体、液体燃料的热值以“J/kg”为单位, 因此用公式Q＝qm 计算所放出的热量;气体燃料 的热值以“J/m３”为单位,因此用公式Q＝qV 计算 所放出的热量. ２．模型应用:凡是燃料燃烧放出热量的计算都可以套 用本模型. 知识点二　燃料的有效利用 １．影响燃料有效利用的因素 (１)燃料不可能完全燃烧. 第十章　机械能、内能及其转化 ５３　 (２)燃料燃烧放出的热量散失很多,只有一小部分被 有效利用. ２．锅炉的效率 (１)概念:锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出 的热量之比,叫作锅炉的效率.锅炉的效率越高,说 明燃料的利用率越高. (２)公式 Q吸 表示锅炉有效利用的热量、Q放 表示燃料完全燃烧 放出的热量、η表示锅炉的效率,则η＝ Q吸 Q放 ×１００％ . (３)实例:现代化大型锅炉的效率可达９０％以上,而现 在普通锅炉的效率一般只有６０％左右. (４)提高锅炉效率的方法 ①让燃烧尽可能充分,如把煤磨成粉,用鼓风机吹进 炉膛. ②减少热量损失,如加大受热面积,减少烟气带走的 热量. > M  A ３．热机的效率 (１)概念:热机工作过程中,燃料燃烧产 生的内能并不能全部用来做功,总有一些内能散失 掉.热机输出的机械能与燃料完全燃烧产生的内能 的比值,称为热机的效率. (２)公式:η＝ Q有 Q总 ×１００％ ,其中Q有 表示用来做有用 功的能量,Q总 表示燃料完全燃烧放出的能量. (３)物理意义:热机的效率表示使用热机时对燃料的 利用率的高低,因此热机的效率是描述热机性能的一 个重要指标. (４)提高热机效率的方法 *"') 三种热机的效率 蒸汽机的效率只有６％~１５％ 汽油机的效率为２０％~３０％ 柴油机的效率为３０％~４５％ 物理　九年级　上册 ５４　 *"') 雾霾 雾霾是特定气候 条 件 与 人类 活 动 相 互 作 用 的 结 果. 高密度人口的经济及社会活 动必然会排放大量细颗粒物 (PM２．５),一旦排放超过大气 循环能力和承载度,细颗粒物 浓度将持续积聚,此时如果受 静稳天气等因素影响,极易出 现大范围的雾霾. 知识点三　环境污染及保护 １．大气污染 (１)主要来源:煤、石油等燃料燃烧时会产生二氧化硫 等有害气体,燃烧不充分还会产生烟尘和一氧化碳. (２)直接危害:危害人体健康和影响植物生长,如产生 的二氧化硫和氮氧化物溶于水发生化学变化形成酸 雨,使水、土壤酸化,对植物、建筑物和金属构件造成 严重危害. ２．环境保护的主要措施 (１)改进燃烧设备,减少烟尘. (２)提高燃料的综合利用率,采取集中供热. (３)充分开发利用无污染能源. (４)在内燃机排气管上安装消声器,减小噪声污染. (５)推广气体燃料的使用. (６)大力植树种草. 常