第十三章内能与热机第四节热机效率和环境保护教学课件（沪科版九年级）

第四节热机效率和环境保护沪科版·九年级物理上册 情境导入人类利用的能量主要是从燃料燃烧中获得的内能。它们都离不开燃料！ 探究新知常见的燃料：固体燃料液体燃料气体燃料煤、木材、桔梗等汽油、酒精等煤气、天然气等燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。 想想议议：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？经验与科学研究告诉我们：不同燃料燃烧释放出能量的能力是不同的。 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叫做这种燃料的热值，用字母q表示。单位：J/Kg或J/m3（气体）物理意义：表示“单位质量(体积)的某种燃料完全燃烧放出能量(热量)的多少”。因此，质量为m的燃料完全燃烧释放的热量Q=mq燃料完全燃烧放出的热量燃料的质量燃料的热值 定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值，用字母q表示。燃料的热值注意：（1）热值定义中：注意“必须完全燃烧”；（2）热值是燃料的重要特性，反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小。只与燃料的种类有关，与质量和是否完全燃烧无关。 常见燃料的热值物质热值q/(J·kg-1)干木柴1.2×107烟煤2.9×107无烟煤3.4×107焦炭3.0×107木炭3.4×107物质热值q/(J·kg-1)酒精3.0×107柴油4.3×107汽油4.6×107煤油4.6×107原油4.4×107物质热值q/(J·kg-1)氢气1.4×108天然气3.3×107~4.5×107液化石油气4.9×107煤气1.8×107说说“烟煤”、“液化石油气”的热值表示的意义？干木柴的热值为1.2×107J/Kg，表示1千克的干木材完全燃烧放出的热量为1.2×107J。 想想议议：为什么发射火箭上天要用氢做燃料？ 例题*：计算4kg的柴油完全燃烧释放的热量。已知：q=4.3×107J/kg，m=4kg。求：Q。解：Q=mq=4kg×4.3×107J/kg=1.72×108J。答：4kg的柴油完全燃烧释放的热量为1.72×108J。 例题*：在1个标准大气压下，将5kg、40℃的水烧开，需要完全燃烧多少千克的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为1.2×107J/kg，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）分析：利用吸热公式Q吸=cm(t-t0)可以算出将水烧开要吸收多少热量，（解题时应注意在1个标准大气压下，水的沸点是100℃，即水烧开时的温度为100℃），再利用Q吸=Q放和燃料的燃烧值求干木柴的质量。 热机效率热机工作时，能不能将燃料所含有的化学能全部用来对外做有用功呢？ 热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了。热机燃料的能量走向示意图 点击播放视频 一些热机的效率蒸汽机4%~8%燃汽轮机50%~60%蒸汽轮机25%~30%汽油机26%~40%柴油机34%~45%喷气发动机50%~60%如何提高热机的效率？ 提高热机效率的途径和措施：（1）提高热机效率的主要途径是减少热机工作中的各种能量损失。（2）提高热机效率的主要措施是：①改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧；②尽量减少各种热量散失；③使用时注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦而额外消耗的能量。 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.大气污染热机工作时排放的大量氮氧化物、碳氧化物、铅等是大气污染的主要来源，直接危害人体健康，影响农作物的生长。 酸雨对森林的破坏酸雨对雕像的破坏 2.噪声污染大量由热机作动力的机器工作时产生的噪声，影响人类的正常生活，甚至危害人体健康。 3.热污染热机排出的二氧化碳，引起“温室效应”，热机产生的废气和冷却水带走的热量，成为“热岛效应”的元凶之一。 保护环境的措施：①研究和开发低能耗、污染小的高性能热机；②改进燃烧设备，消除烟尘；③提高燃料的综合利用率，采取集中供暖；④在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染；⑤节约能源和开发新能源，实现可持续发展。 课堂小结1.热值①概念：把1千克某种燃料完全燃烧释放出的能量（热量）叫做这种燃料的热值。用q表示。②单位：J/kg（固体、液体），J/m3（气体）③公式：Q=mq（或Q=Vq）④计算2.热机效率①概念：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。用η表示。公式：η＝W有用/Q放×100%②提高热机效率的途径：减少热机各种能量损失3.保护环境，从我做起。 随堂练习1.完全燃烧相同质量的甲、乙两种燃料时，若甲放出的热量多，则甲的热值比乙的热值_______。2.在煤炭市场中，少数不法商贩将矸石粉碎后掺在优质煤中销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的（）。A.热值B.比热容C.温度D.质量大A 3.现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有（）。A.较大的比热容B.较低的沸点C.较大的热值D.较高的凝固点4.干木柴的热值是1.2×107J/kg，它的物理意义是____________________________________________。完全燃烧4kg的干木柴，能放出_____________热量。C完全燃烧时放出的热量是1.2×107J1kg的干木4.8×107J 5.热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能量，并且会对环境造成一定程度的污染。请指出热机工作过程中存在的各种形式的能量损失，同时指出可能造成哪些环境污染。解：能量损失的形式：(1)燃料不能完全燃烧会浪费一部分能量；(2)高温废气带走很大一部分能量；(3)一部分能量消耗在散热上；(4)克服摩擦消耗一部分能量。热机造成的污染主要包括两个方面：(1)大气污染；(2)噪声污染。