10.6 燃料的利用和环境保护 -2023-2024学年北师大版物理九年级上学期

新课导入 生活中常见的燃料 天然气 煤炭 木柴 酒精 汽油 煤油 柴油 液化石油气 石油 第十章 机械能、内能及其转化 授课人：范静 §10.6 燃料的利用和环境保护 2 新课讲解 一、燃料的热值( q ) 1. 燃料： (1)定义: 能够燃烧的物质叫作燃料. (2)分类: 按燃料的状态进行分类，燃料可分为固体燃料、液体燃料、气体燃料三种. 新课讲解 一、燃料的热值( q ) 燃料的种类(按状态分) 常见的燃料 固体燃料 液体燃料 气体燃料 木柴、煤等 汽油、柴油、酒精等 (2)分类: 氢气、煤气、天然气等 (3)燃料燃烧时的能量转化: 内能 化学能 新课讲解 探究不同燃料燃烧时放出的热量与哪些因素有关 (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？ (2) 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？ (3)1kg干木柴和1kg汽油完全燃烧，放出的热量是否相同？ 根据生活经验请回答下列问题： 干木柴燃烧 汽油燃烧 新课讲解 探究不同燃料燃烧时放出的热量与哪些因素有关 归纳总结： 不同燃料燃烧时放出热量的多少与哪些因素有关呢？ 燃料的质量、 燃料的种类 和燃烧的充分程度. 新课讲解 一、燃料的热值( q ) 2. 燃料的热值： (1)物理意义: 不同燃料在完全燃烧时放出热量的能力. (2)定义: 某种燃料完全燃烧时放出的热量(化学能转化为内能的量)与其质量的比. 烧完、烧尽，燃料把储存化学能全部转化为内能. 新课讲解 一、燃料的热值( q ) 2. 燃料的热值： (3)公式: Q:燃料完全燃烧放出的热量 m:燃料的质量 q:燃料的热值 固体或液体 气体 Q:燃料完全燃烧放出的热量 V:燃料的体积 q:燃料的热值 焦每立方米( J/m3) 焦每千克( J/kg) q = m Q q = V Q (4)国际单位: 新课讲解 一、燃料的热值( q ) 氢 1.4×108 木 炭 3.4×107 烟 煤 约2.9×107 煤 油 4.6×107 无烟煤 约3.4×107 干木柴约1.3×107 汽 油 4.6×107 焦 炭 3.0×107 柴 油 4.3×107 酒 精 3.0×107 一些燃料的热值 单位：J/kg 氢的热值的物理意义： 1kg的氢完全燃烧时所放出的热量是1.4×108J. 有特例 新课讲解 一、燃料的热值( q ) 【易错警示】对“热值”的理解： 1.不同燃料的热值一般不同. 2. 热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，而与燃料的质量、是否完全燃烧 、放出热量的多少等因素无关. 新课讲解 一、燃料的热值( q ) 3. 利用热值计算热量： (1)固体或液体燃料完全燃烧时放出的热量: (2) 气体燃料完全燃烧时放出的热量: Q放＝ m • q Q放＝ V• q 新课讲解 二、燃料的有效利用 燃料燃烧时放出的能量是否等于按照理论热值计算出来的热量？ 1.燃料实际上很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的数值要小； 2.有效利用的热量又比放出的热量要少. 新课讲解 二、燃料的有效利用 1. 锅炉的效率： 锅炉结构图 新课讲解 二、燃料的有效利用 1. 锅炉的效率： (1)锅炉： 锅炉是利用燃料或其他能源把水加热成为热水或蒸汽的机械设备. 锅炉包括锅和炉两大部分，锅是指在火上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所. 新课讲解 二、燃料的有效利用 1. 锅炉的效率： (2)锅炉的效率： 锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出热量之比. η ＝——— Q有效 Q放 表达式： 新课讲解 二、燃料的有效利用 现代化的大型锅炉厂房 过去的锅炉比现在普通锅炉效率低，而现在普通锅炉效率一般只有60%左右，现代化的大型锅炉，效率可达90%以上. 旧锅炉厂房 新课讲解 二、燃料的有效利用 1. 锅炉的效率： (3)提高锅炉的效率： ①.让燃料尽可能的充分燃烧.如把煤磨成粉，用鼓风机吹入炉膛. ②.减少热量损失.如加大受热面积、减少烟气带走的热量. 新课讲解 二、燃料的有效利用 2. 热机的效率： 废气带走的能量最多 少部分能量转变为有用机械能W有用 大部分能量损耗. η ＝——— W有用 Q放 新课讲解 二、燃料的有效利用 3.环境保护： 被酸雨腐蚀的树