13.4 热机效率和环境保护 2023-2024学年沪科版物理九年级

第四节 热机效率和环境保护 复习两个问题： 1.在汽油机的四个冲程里，推动机械运转的的是哪个冲程？ 2.这个冲程中能量是怎么转化的？ 做功冲程 内能转化为机械能 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。 燃料的热值 固体燃料 液体燃料 气体燃料 燃料可分为三种 〖请你说说〗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。 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。 燃料的热值 热值的符号：q 单位：J/kg （J/m3） 气体燃料 固体和液体燃料 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。 观察热值表，你有哪些发现？ 观察与思考 1.哪种燃料的热值最大？它表示的物理意义是什么？ 在热值表中，氢气的热值最大，为1.4×108J； 该热值表示的物理意义是1m3的氢气完全燃烧放出的热量是1.4×108J。 2.干木柴的热值是多大？5kg的干木柴用掉一半，剩余木柴 的热值是多少？ 干木柴的热值是1.2×107J/kg，5kg的干木柴用掉一半，剩余干木柴的热值仍是1.2×107J/kg。 热值是燃料的一种特性，不同燃料的热值一般不同。 热值的大小只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均无关。 热量的计算 二 质量为mkg的干木柴完全燃烧释放出多少J的热量？ 热量的计算公式：Q＝mq。 如果是气体释放热量时，则释放热量的公式是Q＝Vq，其中体积的单位是m3，热值的单位是J/m3。 Q：燃料完全燃烧释放的热量 m：燃料的质量 q：燃料的热值 请计算： 干木柴 烟煤 汽油 热机效率 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？ 热机中燃料释放能量的主要走向示意图 部分燃料未 完全燃烧 废气排出 带走能量 机械传热 损失能量 转化为对外做 有用功的能量 克服摩擦 消耗能量 热机效率与环境保护 热机效率计算公式 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： 对小汽车来说: W有 ：推动机车前进所做的功 Q放 ：燃料完全燃烧释放的热量 议一议 怎样提高热机的效率？ 使燃料充分燃烧; 尽量减少各种热量损失； 在热机的设计和制造上采用先进的技术； 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。 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% 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%。 1．已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。 　　Q = 1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J 　　m = Q c(t -t0) 8.4×106 J 4.2×103 J/(kg·℃)×(70 ℃-20 ℃) 　　 = 　　 = 40 kg 习题 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 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： 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 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。 当堂检测反馈 1、四口这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 2、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（　　　） A、较小的质量　B、较小的密度　C、较大的比热容　D、较大的热值 D D I Y TH