10.5 调查燃料的利用及其对环境的影响 课件-2025-2026学年北师大版（2024）九年级物理全一册

汽油在气缸内燃烧 化 学 能 内能 第五节 调查燃料的利用及其对环境的影响 第十章 机械能、内能及其转化 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.认识燃料的利用对环境的影响，提出环境保护的建议。 学习目标 人们获取能量的主要方式之一就是燃烧燃料。 什么是燃料？常见的燃料有哪些？ 常见的燃料 燃料：能够燃烧的物质 一、认识常见的燃料 1.燃料的分类 固体燃料 液体燃料 气体燃料 草木、煤炭等 石油、酒精、汽油等 煤气、天然气 等 2.燃料燃烧的过程是 转变为 的过程 化学能 内能 观察与思考 蜂窝煤 天然气 木柴 取相同质量的下述各种燃料，让它们充分燃烧，放出的热量相同吗？ 　　经验告诉我们，质量相等的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。 我们用热值来表示燃料放出热量的本领。 木柴 蜂窝煤 3.燃料的热值 定义: 公式： 单位： 国际单位：焦每千克；符号：J/kg。 气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。 q Q放 m q = 或 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）与其质量的比叫作这种燃料的热值。 4.物理意义 汽油的热值约为4.6×107 J/kg，表示1 kg的汽油完全燃烧，化学能转化为内能的量约为4.6×107 J。 天然气的热值约为3.6×107 J/m3，表示1 m3的天然气完全燃烧，化学能转化为内能的量约为3.6×107 J。 观察与思考： （1）表中热值最大、最小的各是哪种燃料？火箭上为什么要用液氢作为燃料？ （2）不同燃料的热值相同吗？ （3）热值反映了燃料的什么性质？ 只与燃料的种类有关，与质量和是否完全燃烧无关。 热值反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小 某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完全燃烧放出多少热量？相当于多少kg干木柴完全燃烧放出的热量？ （天然气热值为7.5×107J/m3，干木柴热值为1×107J/kg） 巩固练习 二、了解燃料的利用效率 实际上燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的热量要少，而且有效利用的热量又比放出的热量要少。如何提高燃料的利用效率？ 天然气 木柴 1.热机的效率 （1）定义：热机用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧释放的能量之比，叫作热机的效率。 （2）公式： 燃料燃烧不完全，排出的废气温度较高，热机散热损失能量，克服零件摩擦需要消耗能量…… 议一议：怎样提高热机的效率？ 使燃料尽可能充分燃烧； 尽量减少各种热量损失； 通过提高设计、制造热机的技术，提高热机的效率； 注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦而额外消耗的能量…… 想一想：热机的效率为什么不能达到100%？ 用煤气灶烧水时，煤气能完全燃烧吗？煤气燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？ 煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量。 煤气灶本身也会吸收一部分能量； 高温的烟气带走了一部分能量。 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。 2.锅炉的效率： 说明：水吸收的热量只占煤气燃烧放出热量的一部分。 想一想：锅炉的效率为什么不能达到100%？ 燃料燃烧不完全； 锅炉工作过程中有热量损失…… 议一议：怎样提高锅炉的效率？ 使燃料尽可能充分燃烧； 尽量减少各种热量损失…… 锅炉厂房60%左右 新锅炉厂房90%以上 过去的锅炉效率很低，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，现代化的大型锅炉效率可达90%以上。 燃料的利用改善了人类的生活，促进了社会的发展，为人类作出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。 三.认识燃料的利用对环境的影响 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，甚至产生酸雨，还会导致温室效应加剧。 三.认识燃料的利用对环境的影响 雾霾的成因 汽车尾气 燃煤供暖 工业排放 汽车尾气是许多城市环境污染的主要来源之一。 汽车尾气含有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。此外汽车产生的噪声也会危害人们的身心健康。 随着科学技术的进步，人们大力发展新能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能热机，促进可持续发展。 我们既要有效地利用燃料，又要很好地控制和减小燃料的利用对环境的不利影响。节约能源和保护环境是我国的基本国策。 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 C 课堂练习 2.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 良好的涧滑 　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% 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,能使多少千克水温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。 5、用煤气灶既方便又环保，一般的煤气灶正常工作时。15min可使质量为 4Kg、温度为23℃的水沸腾，该城市水的沸点为93℃，求： ⑴水吸收的热量； ⑵若煤气灶放出的热量70%被水吸收，煤气灶实际放出的热量为多少?【C水=4.2×103J／(kg·℃)】 （3）若煤气的热值为 q煤气=4×107J/m3 .需要多少煤气？ 随堂巩固 6、在一标准大气压下，质量是0.1kg的酒精完全燃烧放出的热量有40﹪被5kg、50℃的 水吸收。那么水温度升高到多少？[ q酒精=3×107J/kg] 随堂巩固 7使用锅炉燃烧烟煤烧水时，将100 kg的水从20 ℃加热到100 ℃，燃烧了1.4 kg的烟煤。水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃），烟煤的热值约为3.0×107 J/kg。求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）1.4 kg的烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ （3）锅炉的效率是多少？ $