12.4 热机效率和环境保护.ppt

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1、第十二章第十二章 内能与热机内能与热机第四节第四节 热机效率和环境保护热机效率和环境保护它们都离不开燃料。燃料燃烧的它们都离不开燃料。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。过程是化学能转变为内能的过程。固体燃料固体燃料液体燃料液体燃料气体燃料气体燃料燃料燃料可分可分为三为三种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。你能列举一些常见的燃料吗？它们分别属

2、你能列举一些常见的燃料吗？它们分别属于哪一类？于哪一类？质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。出的热量是不同的。在物理学中，把在物理学中，把1kg1kg某种燃料在某种燃料在完全燃烧完全燃烧时所放出的热量叫做时所放出的热量叫做燃料的热值燃料的热值。热值的符号：热值的符号：q 单位：单位：J/kg（J/m3）固体和固体和液体燃液体燃料料气体燃料气体燃料1.热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领大小的物理量，同种燃料的热值与燃的本领大小的物理量，同种燃料的热值与燃料的质量无关料的质量无关。也是物质的一种属性也是物

3、质的一种属性热值热值q：2.2.热值越大，它燃烧释放的热量本热值越大，它燃烧释放的热量本领就越强，自身含有的能量也越多。领就越强，自身含有的能量也越多。如：干木柴不完全燃烧的热值仍为：如：干木柴不完全燃烧的热值仍为：1.21.210107 7J/kgJ/kg Q=mq质量为质量为m的燃料完全燃烧释放的能量是：的燃料完全燃烧释放的能量是：Q：燃料完全燃烧释放的热量：燃料完全燃烧释放的热量：燃料的热值：燃料的热值：燃料的质量：燃料的质量气体热值：Q=Vq（V：气体体积）无烟煤的热值为无烟煤的热值为3.4107J/kg，表示，表示1kg的煤在的煤在完全燃烧时所放出的热量为完全燃烧时所放出的热量为3.

4、4107J。液化气的热值为液化气的热值为4.9107J/m3，表示表示1m3的液化气在的液化气在完全燃烧时所放出的热量为完全燃烧时所放出的热量为4.9107J。请计算：干木柴干木柴烟煤烟煤汽油汽油讨论交流讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？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热机中燃中燃料释料释放能放能量的量的主要主要走向走向示意示意图图由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只由图可

5、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。热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率，即：能量的比值称为热机效率，即：W有有Q放放100%=通常：通常：Q吸吸Q放放Q吸即为有用功吸即为有用功Q吸吸Q放放=或 Q吸吸=Q放放议一议怎样提高热机的效率？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；尽量减少各种热量损失；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；注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩注意保养，保证良好的润滑，

6、减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。擦阻力而额外消耗的能量。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，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，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全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即，即热机效率小于热机效率小于100%。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：1.1

7、.对人体健康的直接危害对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织可以侵入肺的深部组织,引引起肺水肿等疾病而使人致死起肺水肿等疾病而使人致死.2.2.引起河流、湖泊的水体酸化引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植严重影响水生动植物的生长物的生长.3.3.破坏土壤、植被、森林破坏土壤、植被、森林.4.4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.5.5.渗入地下渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍地下水中高很多倍.酸雨的危害讨论

8、交流如何保护我们的环境？如何保护我们的环境？1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;2.集中供热；集中供热；3.改用气体燃料，普及煤气和天然气；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。充分开发利用污染少和无污染的新能源。课堂练习课堂练习1、四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平、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：木柴约均月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约千克，烟煤约80千千克，液化石油气约克，液化石油气约30千克，煤气约千克，煤气约60千克。这千克。这四种燃料中的热值最高的是（四种燃料中的热值最高的是（）A、

9、液化石油气、液化石油气B、煤气、煤气 C、烟煤、烟煤D、木柴、木柴A2、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，、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（）这是因为液态氢具有（）A、较小的质量、较小的质量B、较小的密度、较小的密度C、较大的比、较大的比热容热容D、较大的热值、较大的热值D3 3、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型、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号柴油机的效率是号柴油机的效率是号柴油机的效率是30%30%，在柴油机内完全燃烧，在柴油机内完全燃烧，在柴

10、油机内完全燃烧，在柴油机内完全燃烧2 2千千千千克柴油能放热克柴油能放热克柴油能放热克柴油能放热 J J，这些热通过柴油机的转化，这些热通过柴油机的转化，这些热通过柴油机的转化，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功能对外做有用功能对外做有用功能对外做有用功 J J。（柴油的热值为（柴油的热值为（柴油的热值为（柴油的热值为3.3103.3107 7J/kgJ/kg4、完全燃烧、完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为克焦炭（焦炭的热值为3.0107J/kg)能放出多少热量？若这能放出多少热量？若这些热量的些热量的30%被水吸收，则能使被水吸收，则能使30kg、20的水温度升高到多少度？的水温度升高到多少度？6.61071.98107