【精品课件】第四节热机效率和环境保护.ppt

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1、炒菜做饭、奔驰的汽车与火车、火力发电、炒菜做饭、奔驰的汽车与火车、火力发电、直入苍穹的火箭等都离不开燃料。直入苍穹的火箭等都离不开燃料。燃料燃烧燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。的过程是化学能转变为内能的过程。从原始从原始人类学会用火起，至今，人们使用的能量绝人类学会用火起，至今，人们使用的能量绝大部分都还是通过燃烧燃料获得的。大部分都还是通过燃烧燃料获得的。约约2.8Kg约约1.16Kg约约0.73Kg说明说明：不同燃料燃烧释放的能量不同不同燃料燃烧释放的能量不同某种燃料某种燃料完全完全燃烧放出的燃烧放出的热量热量与燃烧该燃料的与燃烧该燃料的质量之比质量之比，叫做这种，叫做这种燃料的热

2、值（燃料的热值（heat valueheat value），热值），热值用用q q表示。表示。单位：单位：J/kg J/kg 或或 J/mJ/m3 3Q = mq公式：公式：一一.燃燃 料的热值料的热值或：或：Q = Vq燃料完全燃烧燃料完全燃烧释放的热量释放的热量燃料的燃料的质量质量燃料的热值3.3 4.5 请同学们阅读教材请同学们阅读教材51页页“常见燃料的常见燃料的热值热值”，并从表中查出，并从表中查出“干木柴干木柴”、 “烟烟煤煤” 、“液化石油气液化石油气”的热值，说说它们的热值，说说它们表示的意义？表示的意义？Zxx，k 干木柴的热值为干木柴的热值为1.2107J/Kg，表示，表示

3、1千克的千克的干木材完全燃烧放出的热量为干木材完全燃烧放出的热量为1.2107J 烟煤的热值为烟煤的热值为2.9107J/Kg，表示，表示1千克千克的烟煤完全燃烧放出的热量为的烟煤完全燃烧放出的热量为2.9107J 液化石油气的热值为液化石油气的热值为4.9107J/m3，表示，表示1m3液化气的完全燃烧放出的热量为液化气的完全燃烧放出的热量为4.9107J 热值反映了能燃烧的物质的一种性质，反映了燃料在燃烧过程中_能转化为_能的本领的大小，它只与燃料的种类_，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均_。(后两空均选填“有关”或“无关”) 知识拓展第十三章第十三章 内能与热机内能与热机化学 内

4、 有关 无关 例题：计算例题：计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。柴油完全燃烧释放的热量。（q=3.33.3107J/kg ）已知：已知：m=4kg, q=3.33.3107J/kg求求:Q解解:Q=mq =4Kg3.33.3107J/Kg =1.32108 J答答:完全燃烧释放的热量为完全燃烧释放的热量为1.32108 J例例2：在在1个标准大气压下，将个标准大气压下，将5kg 405kg 40的水的水烧开，需要完全燃烧多少烧开，需要完全燃烧多少kgkg的干木柴？（的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为已知干木柴的燃烧值为1.21.210107 7J/kgJ/kg，并且，并且燃料完全燃烧放出的热量全

5、部被水吸收）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1.26106J，0.105 kgQ Q吸吸= =CmCm( (t t2 2-t-t1 1) ) =4.2 =4.210103 3J/(kgJ/(kg) )5kg5kg(100(100-40-40) ) =1.26 =1.2610106 6J J因为因为Q Q吸吸= =Q Q放放=1.26=1.2610106 6J J所以干木柴质量所以干木柴质量0.10

6、5kgJ/kg101.2J101.2673qQm解：解：二、热机效率二、热机效率 热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能热机工作时，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。作过程中损耗掉了。1、部分燃料、部分燃料未完全燃烧未完全燃烧 2、克服摩擦、克服摩擦消耗能量消耗能量 转变为对转变为对外做有用外做有用功的能量功的能量4、机械传热、机械传热损失能量损失能量3、废气排、废气排出带走能量出带走能量热机效率：热机效率：热机工作时，对外做的热机工作时，对外做的有用功有用功与燃料与燃料完全完全燃烧所释放的能量燃烧所

7、释放的能量的的比值比值称为热机效率。称为热机效率。炉子的效率：炉子的效率： 有效利用的热量与燃料完全燃烧有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值放出的热量的比值W有有/Q总总100提高热机效率的主要途径提高热机效率的主要途径: 减少热机工作中的各种能量损失减少热机工作中的各种能量损失.具体方法具体方法:首先要减少燃烧过程中的热量损失首先要减少燃烧过程中的热量损失; 其次是要尽量简化机械传动部分其次是要尽量简化机械传动部分,并选用优良的润滑材料减小摩擦并选用优良的润滑材料减小摩擦,以减少以减少机械损失机械损失.如内燃机要掌握好火花塞点火或喷油嘴喷油的最佳时间如内燃机要掌握好火花塞点火或喷油嘴

8、喷油的最佳时间;蒸汽类热机蒸汽类热机,常将煤常将煤研磨成粉状研磨成粉状,用风吹入锅炉内燃烧用风吹入锅炉内燃烧.这些措施都可以使燃料燃烧得更充分一些这些措施都可以使燃料燃烧得更充分一些.各种热机的效率各种热机的效率:蒸汽机蒸汽机:615汽油机：汽油机：2030柴油机：柴油机：3040飞机上的喷气式发动机：飞机上的喷气式发动机：5060想想看：想想看：热机的效率能达到热机的效率能达到100 吗？为吗？为什么？什么？不能。不能。因为热机在工作过程中一定有能量损失。因为热机在工作过程中一定有能量损失。第十三章第十三章 内能与热机内能与热机转变为有用功 燃料完全燃烧释放 25% 三、环境保护三、环境保护

9、热机为人类的热机为人类的 发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。燃料燃烧对环境的影响燃料燃烧对环境的影响 数量庞大的汽车行驶时排放的废气污染是不可忽视的数量庞大的汽车行驶时排放的废气污染是不可忽视的,在一些国在一些国家就曾发生过汽车排放的废气对城市严重污染的事件家就曾发生过汽车排放的废气对城市严重污染的事件.如何在保持工如何在保持工业、交通发展的同时业、交通发展的同时,又能控制废气与粉尘的污染又能控制废气与粉尘的污染,提高空气质量提高空气质量,保保护我们生存的家园护我们生存的家园,已引起众多科学工作者和全世界各个国家的关注已引起众多科学

10、工作者和全世界各个国家的关注.我国是正在发展中的国家我国是正在发展中的国家,在发展建设的同时在发展建设的同时,也应注也应注意到环境的保护意到环境的保护,右表是我右表是我国国1996年颁布的年颁布的大气环大气环境质量标准境质量标准.标准把空气标准把空气质量分为三级质量分为三级,一级标准适一级标准适用于国家规定的自然保护用于国家规定的自然保护区、风景名胜区和其他需区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区要特殊保护的地区;二级标二级标准适用于城市规划中确定准适用于城市规划中确定的居民区、商业交通居民的居民区、商业交通居民混合区、文化区、一般工混合区、文化区、一般工业区和农村地区等业区和农村地区等;三级标三级标准适用于特定工业区等准适用于特定工业区等.第十三章第十三章 内能与热机内能与热机课 堂 小 结热机效率和环境保护燃料的热值 热机的效率 环境保护定义 单位及物理意义 公式 定义 公式 提高热机效率 环境污染 环保措施