13.4 热机效率和环境保护 2023-2024学年沪科版物理九年级全一册

第四节 热机效率和环境保护 南阳市三中 ztg 柴薪 煤炭 石油 天然气 从哪里获得内能？ 人类利用的能量 主要是从燃料燃烧中获得的内能 它们都离不开燃料 固体燃料 液体燃料 气体燃料 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。 由科学研究可知，不同燃料燃烧释放热量的能力是不同的，为了研究燃料释放热量的能力，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，叫做这种燃料的热值。 q=Q/m 热值用字母q表示，单位是“J/kg”或“J/m3” 因此，质量为m的燃料完全燃烧释放的 热量Q=mq（或Q=vq）。 Q：燃料完全燃烧释放的热量 m: 燃料的质量（或体积v） q: 燃料的热值 燃料的热值 固体和液体燃料 气体燃料 进入新课 热值是物质的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关 热值 燃料的热值 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。 　　为什么发射火箭要用氢做燃料？ 3．有关燃料燃烧放热的计算 想一想 　1、根据热值表，计算一下104立方米氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？ 　2、再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？ 　　氢的热值是1.4×108 J/m3 　　干木柴的热值1.2×107 J/kg 解： Q = Vq =1.4×108 J/m3× 104m3 =1.4×1012 J 解：由 Q = mq得 ＝117t 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？ 热机效率 由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量 燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放 机械传热损失一部分能量 　热机真正转变为对外做功的部分 废气排出带走的能量 热机中燃料释放能量的主要走向示意图 由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只有燃料燃烧时所释放能量的一部分。 热机效率 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热机= W有 Q放 ×100% (η锅炉= Q有 Q放 ×100%) 想一想 热机的效率能达到100%吗？为什么？ 　　 不能达到100%。因为热机用于做有用功的能量只是总能量的一部分，所以有用能量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%。 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% 议一议 怎样提高热机的效率？ 1、使燃料充分燃烧; 2、减少各种热量损失； 3、在热机的设计和制造上采用先进的技术； 4、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。 三、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： 讨论交流 如何保护我们的环境？ 改进燃烧设备，加装消烟除尘装置; 集中供热； 改用气体燃料，普及煤气和天然气； 充分开发利用污染少和无污染的新能源。 植树造林 1、下面说法不正确的是（ ） A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能 B．人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的 C．l kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值 D．提高燃料的利用率是节约能源的重要措施 解析：选C. l kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，必须加上“完全”两个字，故C错. C 练一练 2、关于燃料的热值正确的是（ ） A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B．燃料的热值与燃料的种类有关 C．燃料的热值与燃料的多少有关 D．燃料的热值与上面三个因素都有关 解析：选B. 热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系. B 练一练 　　3．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为__________。 35% 练一练 4、下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ ） A．减少各种热损失 B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦 C．充分利用废气的能量，如建热电站 D．采取少消耗总能量的办法