第10章 6、燃料的利用和环境保护（讲解课件）-【优翼·学练优】2024-2025学年九年级物理全一册同步备课（北师大版）

扫码获取更多资源 优翼理综学科号 第十章 机械能、内能及其转化 六、燃料的利用和环境保护 燃料的利用和环境保护 燃料种类很多，煤炭、汽油、天然气等等，为什么火箭会使用液态氢来作为燃料呢？ 观察与思考 知道燃料热值的概念及其单位，会查燃料热值表。 02 知道燃料燃烧过程中，化学能转化为内能。 01 03 了解提高锅炉效率和燃料利用率的措施。 学习目标 1 热 值 燃料的热值 固体燃料 液体燃料 气体燃料 不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？ 1.燃烧质量为1kg的干木柴和1kg的煤，放出的热量是否相同？ 2.如果不一样，为什么？ 3.哪种燃料放出的热量多？ 思考 经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比干木柴多得多。我们用热值这个物理量来表示燃料放出热量的本领。 定义 某种燃料完全燃烧时化学能转化为内能的量（放出的热量）与其质量之比叫作这种燃料的热值 物理意义 热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量 国际单位 焦每千克，符号是J/kg 定义式 燃料的热值 Q m q＝　　　　　　　　　　 固、液燃料燃烧放热的计算 Q＝mq 燃料完全燃烧放出热量 （单位：J） 燃料的质量 （单位：kg） 燃料的热值 （单位：J/kg） 计算：1.5kg煤油完全燃烧放出多少热量（煤油热值查表）？ Q＝mq＝1.5kg×4.6×107J/kg＝6.9×107J 气体燃料燃烧放热的计算 Q＝Vq 燃料完全燃烧放出热量 （单位：J） 燃料的体积 （单位：m3） 燃料的热值 （单位：J/m3） 计算：0.5m3煤气完全燃烧放出多少热量（煤气热值查表）？ Q＝Vq＝0.5m3×1.5×107J/m3＝7.5×106J 请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。 一些燃料的热值 氢 1.4×108J/kg 无烟煤 约3.4×107J/kg 煤 油 4.6×107J/kg 焦 炭 3.0×107J/kg 汽 油 4.6×107J/kg 酒 精 3.0×107J/kg 柴 油 4.3×107J/kg 烟 煤 约2.9×107J/kg 木 炭 3.4×107J/kg 干木柴 约1.3×107J/kg 热值是燃料的一种性质，不同燃料的热值一般不同，同种燃料的热值一般相同。 那么，为什么发射火箭上天要用液态氢做燃料呢？ 自带燃料和氧化剂的火箭 长征五号运载火箭（简称“胖五”）是捆绑四个助推器的两级半构型火箭，其芯级直径为5米，采用液氢液氧发动机 根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？ 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/kg 干木柴的热值1.3×107 J/kg Q = qm =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J 约108吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。 Q q ＝ m＝　　　　　　　　　　 1.4×1012J 1.3×107J/kg ≈1.08×105kg＝108t 4kg某种燃料完全燃烧时放出的热量是1.84×108J，则它的热值为 　 　；若这种燃料只燃烧一半，则剩余部分燃料的热值为　 　。 练一练 4.6×107J/kg 4.6×107J/kg 2 燃料的有效利用 旧锅炉厂房 新锅炉厂房 燃料的有效利用 1.锅炉的效率 (1)锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作锅炉的效率。表达式为 η= x100% , 其中η表示锅炉的效率，Q有效表示有效利用的热量，Q总表示燃料完全燃烧放出的总热量。 (2)现代化大型锅炉的效率可达90%以上，而普通锅炉的效率一般只有60%左右。 Q有效 Q总 2.影响燃料有效利用的因素 （1）燃料很难完全燃烧； （2）燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一部分被有效利用。 3.提高燃料利用率的方法 (1)将煤转化为煤气再进行燃烧利用； (2)通过技术改造改变它们的燃烧品种和燃烧方式； (3)减少烟气带走的热量、选用隔热材料、减少对外界散热等。 用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧所释放的能量之比， x100%，Q有用表示用来做有用功的能量，Q总表示燃料完全燃烧放出的热量。 Q有用 Q总 η＝　　　　　　　　　　 热机的效率 练一练 在一次某新型号汽车的测试中，让汽车在一段平直的公路上匀速行驶4.8km，受到的阻力是3.0×103N，消耗汽油1.2kg（假设汽油完全燃烧）。汽油的热值为q=4.6×107J/kg，求： （1）在测试过程中，汽车牵引力所做的功W； 解： 因为汽车做匀速直线运动， 所以F=f=3.0×103N W=Fs=3.0×103N×4.8×103m=1.44×107J 在一次某新型号汽车的测试中，让汽车在一段平直的公路上匀速行驶4.8km，受到的阻力是3.0×103N，消耗汽油1.2kg（假设汽油完全燃烧）。汽油的热值为q=4.6×107J/kg，求： （2）该型号汽车的热机效率η； Q放=qm=4.6×107J/kg×1.2kg=5.52×107J W Q放 ＝ η＝　　　　　　　　　　 1.44×107J 5.52×107J ≈ 26% 煤、汽油、柴油等燃料 二氧化硫氮氧化物 溶于水 化学变化 酸雨 燃烧 有杂质 燃烧不充分 烟尘、废气 大气污染 环境污染及保护 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。 酸雨的危害 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。 节约能源 ，保护我们的环境 1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置; 2.集中供热； 3.改用气体燃料，普及煤气和天然气； 4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。 课堂小结 燃料与环境 热值 燃料的有效利用 单位 定义 提高锅炉效率的方法 锅炉的效率 C 1.对于燃料的热值，下列说法中，正确的是 (　　 ) A.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 B.燃料没燃烧时就没有热值 C.就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关 D.容易燃烧的燃料热值一定大 随堂训练 2. （多选）关于热机效率，下列说法正确的是 (　　 ) A.热机效率越高，即热机做的有用功多 B.热机效率越高，即热机的功率越大 C.要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑 D.提高热机效率，有利于环保减排 C D 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% $$