13.4 热机效率和环境保护--2023-2024学年沪科版物理九年级上学期

第十三章 内能与热机 第四节 热机效率和环境保护 九年级物理 成就梦想 就在今天——漳浦二中九年级 PHYSICS 1 目 录 DIRECTORY 01 02 燃料的热值 2 热机效率 2 01 燃料的热值 3 3 它们都离不开燃料。 燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。 4 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。 提问? 5 提问 6 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。 7 一、燃料的热值 在物理学中，把1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做燃料的热值。 热值的符号：q 固体（液体）燃料：某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比。 气体燃料：某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的体积之比。 Q=qm Q=qv 单位： J/kg （J/m3） 8 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，同种燃料的热值与燃料的质量无关。 燃料 热值q/（J·Kg-1） 干木材 1.2×107 烟煤 2.9×107 无烟煤 3.4×107 焦炭 3.0×107 木炭 3.4×107 燃料 热值q/（J·Kg-1） 酒精 3.0×107 柴油 4.3×107 汽油 4.6×107 煤油 4.6×107 原油 4.4×107 燃料 热值q/（J·m-3） 氢气 1.4×108 天然气 3.3×107~4.5×107 液化石油气 4.9×107 煤气 1.8×107 常见燃料的热值 热值是物质的一种特性 9 质量100Kg，初温为20 ℃的水烧开所需要吸收的热量Q吸。 已知：m水=100Kg t1=20℃ t2=100℃ c水=4.2 ×103J/（Kg · ℃） q木=1.2×107J/Kg q烟煤= 2.9×107J/Kg q气=4.9×107J/m3 求： ①Q吸 ②M木 ③M烟煤 ④V气 解：①Q吸=c水m水（t2-t1） =4.2 ×103J/（Kg · ℃）×100Kg（100℃-20℃） =3.36 ×107J 10 ②Q吸=Q木 Q木= q木M木 M木=Q木/q木=3.36×107J/1.2×107J/Kg=2.8Kg ③Q吸=Q烟煤 Q烟煤= q烟煤M烟煤 M烟煤=Q烟煤/q烟煤=3.36×107J/2.9×107J/Kg≈1.16Kg ④ Q吸=Q气 Q气= q气V气 V气=Q气/q气=3.36×107J/4.9×107J/m3≈ 0.69m3 11 02 热机效率 12 12 公式： 提高热机效率的途径： 1.使燃料更充分燃烧。 2.尽量减少热的损失。 3.简化机械传动部分，选用优良的润滑材料，减少克服摩擦的机械能损失。 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. 13 二、热机效率 部分燃料未完全燃烧 克服摩擦消耗能量 转化为对外做功的能量 机械传热损失能量 废气排出带走能量 蒸汽机的效率为6%~15%，汽油机的效率为20%~30%，柴油机的效率为30%~40%，喷气式飞机的发动机效率达50%~60%。 14 15 环境保护 16 热机对环境的污染： 1.大气污染：主要有CO2，SO2，氮氧化物，粉尘等。 2.噪声污染。 保护环境的措施： 1.改进燃烧设备。 2.充分开发利用无污染的能源。（改用气体燃料，普及煤气和天然气） 3.在内燃机上安装消音装置。 17 如何提高热机效率，是减少能源消耗的重要问题，要提高热机效率，其主要途径是减少热机工作中的各种 损失，其次是保证良好的 ，减少机械能损失。 能量 润滑 18 课堂练习 四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约80千克，液化石油气约30千克，煤气约60千克。这四种燃料中的热值最高的是（ ） A、液化石油气　　 B、煤气 C、烟煤　　　　 　D、木柴 A 19 下列有关热机效率、燃料热值、物体内能的说法中，正确的是（ 　） A．热机所用燃料的热值越大，效率越高 B．热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率越高 C．物体的内能越大，温度越高 D．摩擦生热是利用做功的方式来增加物体的内能 D 20 为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是（ ） A、尽