内容正文:
第三节 热机效率
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学习目标
1.知道热机效率的含义。
2.了解热机能量的损失以及提高热机效率的途径。
3.列举热机对环境污染的方方面面。
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情景导入
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自学互研
知识板块一 热机效率
1.上一节课我们学习了热机,我们知道热机也是利用燃料燃烧时产生的内能来做功的,那么热机燃烧汽油或柴油时释放的能量是否被充分利用来做功了呢?
答:不能,有损耗。
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燃料很难全部燃烧,燃料的化学能不能全部释放
热辐射向周围散发热量
输出有用功
废气排出带走的能量
2.如图所示是内燃机的能量流向图,则热机工作过程中,存在哪些方面能量的损失?
答:图中除了“输出有用功”,其他能量的流向均为损失的能量。
由于机械传动等,克服摩擦所消耗的能量
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3.认识热机效率
热机效率 _________________与______________________之比,叫做热机的效率
公式 η= ×100%
物理意义 反映热机对能量利用率的高低
热机所做有用功
燃料完全燃烧放出的热量
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知识板块二 改变世界的热机与地球就在我们手中
化工厂的烟尘
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酸雨对森林的破坏
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1.对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死.
2.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长.
3.破坏土壤、植被、森林.
4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.
5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍.
酸雨的危害
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4.以热机为动力的各种交通工具把整个世界连在一起,热机从根本上改变了世界。极大提高了生产力,使人类文明得到前所未有的进步,但在利用热机时,也会给环境造成一定的影响,结合所学的知识,谈谈热机利用时对环境有哪些危害?如何保护环境?
答:热机对环境的危害:
①废气污染(CO、SO2、氮的氧化物);
②噪声污染。
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保护环境,减小污染的措施:
(1)改进燃烧设备,采取集中供热,加装消烟除尘装置。
(2)提高内能的综合利用率。
把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品,把内能的一次利用变为多次利用(如用余热供暖等)。
(3)充分开发、利用污染小或无污染的能源(如太阳能等)。
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交流展示
问题 热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高,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。在设计和制造热机时,我们要不断改进和创新,减少各种能量损失,提高效率。那么如何才能提高热机的效率?说说你的办法和措施。
答:提高热机效率的途径:
(1)尽量减小各种热量损失;
(2)保持良好的润滑,尽量减小摩擦;
(3)尽可能使燃料充分燃烧等。
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随堂演练
1.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,因为各种热量损失以燃料条件的限制,这部分能量远远小于总能量,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%。
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2、热机在工作过程中造成能量损失的因素有:
燃料很难全部燃烧;
排出的废气带走能量;
热机部件要散热;
克服运转机件之间的摩擦消耗能量。
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