142热机效率和环境保护.ppt

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1、第十四章第十四章 内能的利用内能的利用第二节热机效率和环境保护它们都离不开燃料。它们都离不开燃料。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。固体燃料液体燃料气体燃料燃料可分为三种请你说说请你说说日常生活中常用到的燃料有哪些？日常生活中常用到的燃料有哪些？ 常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。用草木等植物的秸杆作燃料。 烧开一壶水，分别用干木柴、蜂窝煤、液化气三种燃料，哪一种燃料的用量最少？这说明了什么？ 质量相等

2、的不同燃料燃烧所放出的热量质量相等的不同燃料燃烧所放出的热量不同。不同。生活经验： 1 1、定义：、定义： 把某种燃料把某种燃料完全燃烧完全燃烧时所放出的时所放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值热值。符号：符号：q 2 2、定义式：、定义式： 固体和液体燃料气体燃料3、单位：、单位： J/kg J/m3 表示单位质量某种燃料完全燃烧所能释放的热表示单位质量某种燃料完全燃烧所能释放的热量。量。反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领大小的物理量。4、物理意义：、物理意义：mQq Q=mq质量为m的燃料完全燃烧释放的热量是：Q：燃料完全燃烧释放的热量：燃料的热值：

3、燃料的质量无烟煤的热值为无烟煤的热值为3.4107J/kg，表示，表示1kg的煤在完的煤在完全燃烧时所放出的热量为全燃烧时所放出的热量为3.4107J。液化气的热值为液化气的热值为4.9107J/m3，表示表示1m3的液化气的液化气在完全燃烧时所放出的热量为在完全燃烧时所放出的热量为4.9107J。交流与讨论 木炭如果燃烧不充分，此时木炭的热值会减小吗？ 燃料的热值是燃料的特性燃料的热值是燃料的特性，它只取决于燃料本身，它只取决于燃料本身，与燃料的质量、体积、密度、温度等无关，与燃料与燃料的质量、体积、密度、温度等无关，与燃料是否燃烧及燃烧是否完全无关。是否燃烧及燃烧是否完全无关。请计算：干木

4、柴干木柴烟煤烟煤汽油汽油约2.8kg约1.16kg约0.73kg1、炉子的效率：、炉子的效率： （1）有效利用的热量（水吸收的热量）与燃料完）有效利用的热量（水吸收的热量）与燃料完 全燃烧放出的热量之比。全燃烧放出的热量之比。公式：公式：=Q吸吸Q放放=cmtmq（2）提高燃料利用率，节约能源）提高燃料利用率，节约能源、使煤充分燃烧：将煤磨成煤粒，加大送风量。使煤充分燃烧：将煤磨成煤粒，加大送风量。、加大受热面积，减少烟气带走的热量。加大受热面积，减少烟气带走的热量。讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量燃料很难全部燃烧，燃

5、料的化学能不能全部释放机械传热损失一部分能量热机真正转变为对外做功的部分废气排出带走的能量热机中燃料释放能量的主要走向示意图2 2、热机的效率、热机的效率 由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。是燃料燃烧时所释放能量的一部分。（1）、定义）、定义:热机转变为热机转变为有用功有用功的能量与燃料的能量与燃料完全完全燃烧释放的能量的比值燃烧释放的能量的比值。%100QW 有有 （2）、定义式：）、定义式：议一议怎样提高热机的效率？使燃料充分燃烧使燃料充分燃烧; ;尽量减少各种热量损失：保证良好的润滑，尽量减少各种热量损失：

6、保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量；减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量；充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，在热机的设计和制造上采用先进的技术。在热机的设计和制造上采用先进的技术。想一想热机的效率能达到100%吗？为什么？不能达到不能达到100%，因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失以燃料条件的限制，这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即热机效率小于100%。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：3

7、040飞机上的喷气式发动机：飞机上的喷气式发动机：5060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.对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死.2.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长.3.破坏土壤、植被、森林.4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍.酸雨的危害讨论交流 如何保护我们的环境？1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;2.集中供热；3.改用气体燃料，普及煤气和天然气；4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。

8、洛杉机光化学烟雾事件首先，什么是光化学烟雾呢首先，什么是光化学烟雾呢?氮氧化物、烃类等一次污染氮氧化物、烃类等一次污染物在阳光紫外线的作用下发生一系列光化学反应，生成臭氧物在阳光紫外线的作用下发生一系列光化学反应，生成臭氧(占占产物产物85%以上以上)、过氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、酮类、过氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、酮类和有机酸等二次污染物，这些一次污染物和二次污染物形成的和有机酸等二次污染物，这些一次污染物和二次污染物形成的混合物称为光化学烟雾，它呈浅兰色、有刺激性和很强的氧化混合物称为光化学烟雾，它呈浅兰色、有刺激性和很强的氧化性，可造成人类及动植物疾病、建筑物毁坏等危害。性

9、，可造成人类及动植物疾病、建筑物毁坏等危害。洛杉机光化学烟雾事件是指洛杉机光化学烟雾事件是指40年代初期至年代初期至50年代，发生于年代，发生于美国洛杉机市的一系列光化学烟雾事件的总称。该市临海依山，美国洛杉机市的一系列光化学烟雾事件的总称。该市临海依山，处于处于50公里长的盆地中，一年有公里长的盆地中，一年有300天出现逆温天出现逆温(即大气层某一即大气层某一高度上的温度不随高度递减，出现反常增加或不变。这会阻碍高度上的温度不随高度递减，出现反常增加或不变。这会阻碍大气向上的对流扩散和污染物的扩散大气向上的对流扩散和污染物的扩散)，510月阳光强烈。由月阳光强烈。由于大量汽车排放含氮氧化物、

10、碳氢化合物、一氧化碳等废气，于大量汽车排放含氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等废气，加之洛杉机市特殊的地理及气候条件，自加之洛杉机市特殊的地理及气候条件，自1943年开始，形成了年开始，形成了多次光化学烟雾事件。当地居民纷纷反应有眼睛或喉咙刺激，多次光化学烟雾事件。当地居民纷纷反应有眼睛或喉咙刺激，其中以其中以1952年的一次最为严重，大批居民发生眼睛红肿、喉痛、年的一次最为严重，大批居民发生眼睛红肿、喉痛、咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功能衰竭，导致近咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功能衰竭，导致近400位位65岁以上老人死亡。此外，植物大面积死亡，车祸增多。岁以上老人死亡。此外，植物大面积

11、死亡，车祸增多。当堂检测反馈1、四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约200kg，烟煤约80kg，液化石油气约30kg，煤气约60kg。这四种燃料中的热值最高的是( ) A、液化石油气B、煤气 C、烟煤D、木柴A2、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（） A、较小的质量 B、较小的密度 C、较大的比热容 D、较大的热值D3、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2kg柴油能放热 J，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功 J。(柴油的热值为3.3107J/kg)4、完全燃烧140g焦炭（焦炭的热值3.010

12、7J/kg)能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使30kg 、20的水温度升高到多少度？6.61071.98107 5、如图为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（ ） A、E1/E； B、E2/E； C、E3/E； D、E4/E。E1E2E3E4ED第十四章第十四章 内能的利用内能的利用第二节 热机的效率习题 (第二课时)1. 已知酒精的热值为已知酒精的热值为q质量为质量为m，则酒精完全燃烧，则酒精完全燃烧一半放出的热量为（一半放出的热量为（ ），剩余酒精的热值为），剩余酒精的热值为（ ） 2. 关于热值的概念，下列说法中正确的是（关于热值的概念，下列说法中正确的是（ ） A任

13、何物体都有热值任何物体都有热值 B燃料燃烧时才有热值燃料燃烧时才有热值 C燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关 D燃烧时放出热量多的燃料热值大燃烧时放出热量多的燃料热值大3. 已知烟煤的热值是已知烟煤的热值是2. 9107J/kg，那么（，那么（ ） A2kg烟煤燃烧时一定放出烟煤燃烧时一定放出5.8107J的热量的热量 B1kg烟煤完全燃烧时一定能放出烟煤完全燃烧时一定能放出2.9107J 的的热量热量 C. 1kg烟煤温度降低烟煤温度降低1释放出释放出2.9107J 的热量的热量 D. 10kg烟煤的热值为烟煤的热值为2.9108J/kgqCD2mq4. 关于热

14、机的效率，下述正确的是（关于热机的效率，下述正确的是（ ） A热机的效率有可能等于热机的效率有可能等于1 B热机的效率一定小于热机的效率一定小于1 C热机的效率越高，其损失的能量越多。热机的效率越高，其损失的能量越多。 D热机的效率越高，对环境的影响越大热机的效率越高，对环境的影响越大5 一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占热损失占25%，废气带走的能量占，废气带走的能量占30%,摩擦等机摩擦等机械损耗占械损耗占10%，则它的机械效率为，则它的机械效率为_。35%B 6. 燃料燃烧时放出热量的多少（燃料燃烧时放出热量的多少（ ） A只与燃

15、料的种类有关只与燃料的种类有关 B只与燃料的质量有关只与燃料的质量有关 C只与燃料是否完全燃烧有关只与燃料是否完全燃烧有关 D跟以上跟以上3个因素都有关个因素都有关7、一台柴油机，有、一台柴油机，有Mkg柴油完全燃烧时，放出柴油完全燃烧时，放出7.5108J的热量，要损失的热量，要损失4.5108J的能量，可知该的能量，可知该柴油机的效率是（柴油机的效率是（ ） A30 B. 40% C. 48% D. 60%8、下列措施不属于加剧地球的温室效应的是（、下列措施不属于加剧地球的温室效应的是（ ） A现代工业大量燃烧煤炭和石油现代工业大量燃烧煤炭和石油 B人类大量砍伐森林人类大量砍伐森林 C植物

16、光合作用对二氧化碳的大量消耗植物光合作用对二氧化碳的大量消耗 D人类生活中诸如取暖等活动日益频繁人类生活中诸如取暖等活动日益频繁 DCB9. 以下关于能量转化的叙述中错误的是（以下关于能量转化的叙述中错误的是（ ） A电饭锅工作时，将电能转化为内能电饭锅工作时，将电能转化为内能 B汽油机做功冲程，将机械能转化为内能汽油机做功冲程，将机械能转化为内能 C电动机车行驶时，将电能转化为机械能电动机车行驶时，将电能转化为机械能 D绿色植物的光合作用，将光能转化为化学绿色植物的光合作用，将光能转化为化学能能 B 10.把把5kg、40的水烧开，需要完全燃烧多少的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为1.2107J/kg） 11、 某中学为学生供应开水，用锅炉将某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从的水从25加热到加热到100，燃烧了，燃烧了6kg的无烟煤水的比热容是的无烟煤水的比热容是4.2103J /(kg），无烟煤的热值是），无烟煤的热值是3.4107J/kg试求：试求：（1）锅炉内）锅炉内200 kg的水吸收的热量是多少？的水吸收的热量是多少？（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ （3）此锅炉的效率是多少？）此锅炉的效率是多少？ 31%J8100 .2J7106.3