10.6燃料的利用和环境保护课件 -2024-2025学年物理北师大版九年级全一册

第十章 机械能、内能及其转化 第六节 燃料的利用和环境保护 1. 知道燃料的热值及其单位。会查热值表，并知道某种燃料热值的物理意义。 2.知道锅炉效率，了解提高锅炉效率的具体措施。 3.能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向；知道什么是热机效率；如何提高热机效率。 4. 初步认识科学技术的发展对自然环境造成的影响，增强环保节能意识。 学习目标 一、燃料的热值 生活中我们可以使用哪些燃料？ 该如何分类？ 固体燃料 液体燃料 气体燃料 木炭、煤等 汽油、酒精等 煤气、天然气等 燃烧是化学变化 产生化学能 燃烧是化学能转化为内能 燃烧过程中能量转化 现有三种燃料：煤油、酒精、碎纸片。燃烧相等质量的燃料，相同质量和初始温度相同的水升高的温度相同吗？为什么呢？ 可能是不同的燃料燃烧放热的能力不同。 提出问题 猜一猜 观察与思考 （一） 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）与其质量的比叫做这种燃料的热值。（热值用q表示） 热值定义式：q=m/Q放 （二）单位：J/kg J/m3 读法： 焦每千克　 焦每立方米 一、燃料的热值 （三）干木柴的热值是q=1.3x107 J/kg，它的物理意义是什么？ 1 kg的干木柴完全燃烧时化学能转化为内能的量（放出的热量）是1.3ⅹ107 J 物理意义：表示1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 固体或液体燃料完全燃烧放出的热量的计算公式： Q放=mq 气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式： Q放=Vq。 一、燃料的热值 （四）3 kg的干木柴完全燃烧时放出的热量是多少？ 解：由 Q ＝ mq 可得 Q ＝ mq ＝ 3 kg × 1.3× 107 J / kg ＝3.9 × 107 J 故3 kg的干木柴完全燃烧时放出的热量为3.9 × 107 J。 几种燃料的热值（J/kg） 说明：热值是燃料的一种性质，与燃料的质量、放出热量的多少、是否完全燃烧无关，热值与燃料的种类有关。 1. 3 kg 汽油完全燃烧产生的热量为___________ 。 2. 0.2 kg 汽油热值_____20 kg 汽油热值； 0.1 kg 汽油热值_____10 kg 酒精热值； 随堂练习 14 kg 汽油完全燃烧产生的热量______10 kg 氢完全燃烧产生 的热量。 （填写 “> ”“=” “<”） 1.38×108 J < > = 问题： 为什么发射火箭要用氢做燃料呢？ 观察与思考 http://www.100875.com.cn 观察与思考 1.用煤烧水时，煤能完全燃烧吗？ 2.煤燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？ 燃料燃烧时释放的热量是否被完全利用？ 二、燃料的有效利用 观察与思考 由图可知，真正被锅炉中水吸收利用的热量只是燃料燃烧时所释放热量的一部分。 锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做锅炉的效率，即： η= Q吸 Q放 ×100% 锅炉的效率 二、燃料的有效利用 燃料不能有效利用的原因： （1）燃料很难完全燃烧。 （2）燃料利用过程有热量损失。 二、燃料的有效利用 提高锅炉效率的方法 （1）让燃料尽量充分燃烧。如把煤磨成粉，用鼓风机吹进炉膛。 （2）尽量减少热量损失。如加大受热面积，减少烟气带走的热量。 热机的效率 观察与思考 在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？ 燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？ 有用机械能 无用的机械能 燃气内能 损失的内能 用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫作热机的效率。 归纳与小结 热机的效率是热机性能的重要指标。 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% 知识与拓展 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。请举例说明带来哪些问题。 二、燃料的有效利用 汽车使用的燃料是汽油和柴油，它们燃烧的尾气中的主要污染物有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮氧化物、含铅化合物和烟尘等。 二、燃料的有效利用 煤燃烧时会排放出二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）等污染物。这些气体溶于雨水，会形成酸雨。 直接燃煤及其缺陷 森林受到酸雨破坏 酸雨对建筑物的破坏 酸雨的危害 燃料与环境保护 雾霾的成因 汽车尾气 燃煤供暖 工业排放 http://www.100875.com.cn 可吸入颗粒物 你认为应该如何有效地利用能源，如何保护我们的环境？ 如何提高热机效率，节约能源，减少污染？ 观察与思考 ①提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； ②改进热机，减少各种能量损失，提高效率； ③利用废气的能量，提高燃料的利用率。 清洁能源的广泛应用 燃料与环境保护 电动汽车 达坂城风力发电装置 光伏发电站 http://www.100875.com.cn 从垃圾中获得能量 课堂小结 C 1.对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 (　　 ) 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.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？ 3.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 （q干木柴=1.2×107 J/kg） 解：氢放出热量Q = qm=1.4×108 J/kg× 10×103 kg=1.4×1012 J 需要干木柴 答：约120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。 随堂训练 4．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·℃)。 　　解：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 随堂训练 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 5．一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% 随堂训练 Chart1 未燃烧部分 散失热量部分 有效利用部分 东部 15 25 60 Sheet1 未燃烧部分 散失热量部分 有效利用部分 东部 15 25 60 $$