10.5 调查燃料的利用及其对环境的影响2025-2026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5节 调查燃料的利用及其 对环境的影响 24999 24999 24999 人们获取能量的主要方式之一就是燃烧燃料。柴草、煤、天然气、汽油，柴油等都是生活中常用的燃料。不同场合使用的燃料往往不同。同步燃料之间有什么特性差异?燃料的利用对人类社会发展有什么意义？对环境有什么影响? 新知导入 24999 24999 24999 1.认识常见的燃料，了解燃料的热值。 2.了解燃料的利用效率，讨论提高燃料利用效率的途径。 3.调查燃料的利用对环境的影响，提出环境保护的建议。 任务分解 24999 24999 24999 任务一：认识常见的燃料 1.你知道常见的燃料有哪些，它们分别属于哪一类？ 固体 气体 液体 木炭、煤等 汽油、酒精等 煤气、天然气等 能量转化：化学能→内能 思考 新知学习 24999 24999 24999 2.根据你的经验，相同质量的不同燃料，完全燃烧时放出的热量是不是相同？这说明了什么？ 根据生活实验发现：1kg的煤燃烧释放出的热量比1kg木柴燃烧放出的热量多。 由此可见：质量相同的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。 不同燃料燃烧时放热本领是不同的。 如何描述物质的这种能力呢？ 热值 新知学习 24999 24999 24999 　　一定质量的某种燃料完全燃烧，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，通常用字母q表示。 1.定义 2.物理意义： 热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 3.能量转化 化学能→内能 热值 新知学习 24999 24999 24999 4.公式 5.单位 气体：q= 固体或液体：q= 焦每千克；符号：J/kg 焦每立方米；符号：J/m3 新知学习 24999 24999 24999 一些燃料的热值 燃料 热值 燃料 热值 氢 1.4×108 无烟煤 约3.4×107 煤油 约4.6×107 焦炭 约2.9×107 汽油 约4.6×107 酒精 3.0×107 柴油 约4.3×107 烟煤 约2.9×107 木炭 约3.4×107 干木柴 约1.3×107J 单位：J/kg 新知学习 24999 24999 24999 （1）认识热值定义时，不要漏掉“完全”这一条件。 （2）热值反映了燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能本领的大小。 （3）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。 6. 热值的理解要点 新知学习 24999 24999 24999 实践活动 相同质量的不同燃料完全燃烧，放出的热量往往不同。请你设计一个实验，比较相同质量的石蜡与酒精完全燃烧所放出的热量哪个更多。可供选择的器材有温度计、电子台秤、烧杯（装有适量的水）。铁架台、酒精灯、蜡烛等。 与其他同学一起思考讨论下面的问题，设计出实验方案并进行交流。 （1）如何比较两种燃料燃烧时放出热量的多少？ （2）在测量温度时要注意哪些事项？ （3）如何保证两种燃料燃烧的质量相同？ （4）你的实验方案在哪些环节容易出现误差？ 新知学习 24999 24999 24999 任务二：了解燃料的利用效率 思考与讨论：内燃机中燃料能够完全燃烧吗？燃料燃烧的能量都分别流向哪了？ 燃料的 化学能 燃料无法完全燃烧 废气带走的能量 克服摩擦做功 机器传热消耗的能量 做有用功的能量 新知学习 24999 24999 24999 （2）定义式： （3）物理意义： 热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，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。 用来做有用功的那部分能量，与燃烧完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 （1）定义： η=×100% 热机的效率 新知学习 24999 24999 24999 新知学习 24999 24999 24999 锅炉是利用燃料或其他能源把水加热成为热水或蒸汽的设备。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。 过去的锅炉（如图）效率很低， 即使经过技术改造，现在的普通锅 炉效率一般也只有60%左右，所以 在节约能源、保护环境方面还有较 大的潜力。提高燃料的利用率是节约能源、保护环境的重要措施。 新知学习 24999 24999 24999 现代化的大型锅炉（如图）效率可达90%以上。利用现代化工手段，将煤转化为煤气再进行燃烧利用，既可以提高燃料的利用率，又可以减少燃烧时产生的二 氧化硫、氮氢化合物邓有害气体对 大气的污染。对于取暖锅炉、机车、汽车等 一些消耗燃料的“大户”，通过技术 改造改变它们的燃料品种和燃烧方 式，可以提高燃料的利用率，减少对环境的污染。 新知学习 24999 24999 24999 ①改善燃烧环境，使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。　　 ②尽量减小各种热散失。　 ③减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。　　 ④充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。　　 如何提高热机效率，节约能源，减少污染? 新知学习 24999 24999 24999 任务三：认识燃料的利用对环境的影响 燃料的利用改善了人类的生活，促进了社会的发展。然而，煤、石油等燃料往往含有杂质，在燃烧时会产生二氧化硫等有害气体，在燃烧不充分时还会产生烟尘和一氧化碳。这些烟尘、废气是大气污染的主要来源。 大气污染直接危害人体健康，影响植物的正常生长。大气中的二氧化硫和氮氧化物溶于水发生化学变化，会产生酸雨，危害农作物、森林以及湖泊中的生物。 新知学习 24999 24999 24999 煤炭、石油和天然气等化石燃料过多燃烧排放出大量的二氧化碳，还会导致温室效应加剧。温室效应会导致全球气候变暖，冰川加速熔化，海平面上升，居住在海岸边的人和动物都会受到威胁（如图）。温室效应还会导致气候异常，高温、热浪、热带风暴、龙卷风等自然灾害加重。 新知学习 24999 24999 24999 “温室效应”是大气保温效应的俗称。如图所示，太阳输送到地球的能量中，大约有30%被大气层反射回太空中，20%被大气层吸收，其余50%被地面吸收。地面温度升高辐射出红外线，被大气中的某些气体吸收，这些气体温度升高又辐射出红外线，这个过程旧形成了温室效应。 大气中导致温室效应的气体称为“温室 气体”，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷 剂等。其中，直接受人类活动影响，且对 气候变化影响最大的温室气体是二氧化碳。 温室效应 新知学习 24999 24999 24999 我们既要有效地利用能源，又要很好地控制和减弱能源的利用对环境的不利影响。节约资源和保护环境是我国的基本国策。2020年9月，在第七十五届联合国大会上，我国首次明确给出碳达峰碳中和时间表，力争使二氧化碳排放量于 2030年前达到峰值，并争取在2060年前实现碳中和。 新知学习 24999 24999 24999 认识常见的燃料 认识燃料的利用对环境的影响 燃料的利用效率 提高效率的方法 锅炉的效率 调查燃料的利用及其对环境的影响 常见燃料的分类 燃料的热值 定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比 定义式：q= 单位：焦每千克（J/kg） 热机的效率 公式：η=×100% 课堂小结 24999 24999 24999 1. 关于燃料的热值，下列说法正确的是（ ） A. 容易燃烧的燃料，热值一定大 B. 煤的热值大于干木柴的热值，煤燃烧放出的热量一定比木柴燃烧放出的热量多 C. 燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关 D. 为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料 C 当堂检测 24999 24999 24999 2.如图表示的是汽油机的能量流向，对照此图，下列说法不正确的是(　　) A．废气的排放所占比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段 B．冷却水能量的二次利用可以 提高能量利用率 C．该汽油机的热机效率为70% D．该汽油机的能量利用率为30% C 当堂检测 24999 24999 24999 3.小亮使用干木柴烧水.若完全燃烧420 g干木柴放出的热量能使质量为10 kg、初温为15 ℃的水升高到75 ℃，则干木柴完全燃烧放出的热量为________J.此次使用干木柴烧水的效率为______.干木柴放出的热量若由天然气来提供，需要________m3的天然气. [已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)，q干木柴=1.2×107 J/kg，q天然气=4.0×107 J/m3] 5.04×106 50% 0.126 当堂检测 24999 24999 24999 EVCapture4.1.4软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$