热机效率与环境保护学习教案.pptx

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1、会计学1热机效率与环境保护热机效率与环境保护(hunjng boh)第一页，共37页。一、魔法(m f)背知识必背二：热值与热量(rling)的关系公式(gngsh)：Q=mqQ是热量，单位是：Jq是热值，单位是：J/kgm是质量，单位是：kg第1页/共37页第二页，共37页。一、魔法(m f)背知识必背三：热机效率定义(dngy)：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧烧(rnsho)所放出的能量之比叫做热机所放出的能量之比叫做热机效率。效率。热机效率是热机性能的一个重要指标。热机效率是热机性能的一个重要指标。第2页/共37页第三页，共37页。一、魔法(m

2、 f)背知识必背四：提高(t go)热机效率的途径在设计、制造和使用上要尽量减少在设计、制造和使用上要尽量减少(jinsho)各种能量损失各种能量损失有效减少有效减少(jinsho)摩擦摩擦。第3页/共37页第四页，共37页。一、魔法(m f)背知识必背五：热机效率计算公式：热机效率一定(ydng)小于1。第4页/共37页第五页，共37页。一、魔法(m f)背知识必背六：环境保护(hunjng boh)措施：改进燃烧设备改进燃烧设备加装消烟除尘装置加装消烟除尘装置(zhungzh)采取集中供热采取集中供热在城市普及煤气和天然气的使用是保护环境控制在城市普及煤气和天然气的使用是保护环境控制消除大

3、气污染的方法。消除大气污染的方法。烟尘废气是造成大气污染的主要来源。烟尘废气是造成大气污染的主要来源。第5页/共37页第六页，共37页。二、答疑(d y)全频道问题一：燃料热值的物理意义(yy)是什么？1kg某种燃料完全燃烧(rnsho)时放出的热量，叫做这种燃料的热值。热值是为了表示相同质量的不同燃料在燃烧(rnsho)时放出热量不同而引入的物理量。它反映了燃料通过燃烧(rnsho)放出热量本领大小不同的燃烧(rnsho)特性。燃料的热值是燃料本身的一种燃烧(rnsho)特性，不同燃料的热值一般是不同的，同种燃料的热值是一定的，它与燃料的质量、体积、放出热量多少无关。答疑：对热值的概念，应注

4、意以下几点：（1）“完全燃烧”是指燃料全部燃烧变成另一种物质。（2）强调所取燃料的质量为“1kg”，要比较不同燃料燃烧本领的不同，就必须在燃烧质量和燃烧程度完全相同的条件下进行比较。（3）“某种燃料”强调了热值是针对燃料的特性与燃料的种类有关。热值的单位J/kg，读作焦每千克。还要注意，气体燃料有时使用 J/m3第6页/共37页第七页，共37页。1.关于热值的概念，下列说法正确的是()A.任何物体都有热值B.燃料(rnlio)燃烧时才有热值C.燃料(rnlio)的热值与燃料(rnlio)是否燃烧无关D.燃料(rnlio)的热值与燃料(rnlio)是否完全燃有关 分析：要想答对本题必须对其概念准

5、确把分析：要想答对本题必须对其概念准确把握握“1Kg的某燃料完全燃烧放出的热量叫做的某燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值这种燃料的热值.”因此热值只有燃料才有因此热值只有燃料才有并不是所有物质并不是所有物质(wzh)都有，如石块、玻都有，如石块、玻璃等就没有热值，所以璃等就没有热值，所以A错，只要是燃料它错，只要是燃料它就有热值，与它是否燃烧无关，且热值是指就有热值，与它是否燃烧无关，且热值是指燃料完全燃烧时放出的热与是否完全燃烧无燃料完全燃烧时放出的热与是否完全燃烧无关，所以关，所以BD都是错误的。而只有都是错误的。而只有C是正确的。是正确的。答案：答案：C第7页/共37页第八页，共3

6、7页。汽油的热值是4.6107J/kg,下列(xili)说法确的是()A.1kg的汽油燃烧放出的热量是4.6107JB.4.6107kg的汽油完全燃烧放出的热量是4JC.1kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6107JD.以上说法都不对分析：热值是1kg燃料(rnlio)完全燃烧所放出来的热量。在理解热值的物理意义中，有把握好两个关键点。一是质量1kg，二是完全燃烧。答案：C第8页/共37页第九页，共37页。二、答疑(d y)全频道问题二：热值和热量(rling)的关系是怎样的？答疑：如果用Q表示燃料完全燃烧放出的热量(rling)，用q表示燃料的热值，用m表示燃料的质量，那么可用公式Qmq来计

7、算其放出的热量(rling)。通过此公式计算得到的热量(rling)是指燃料完全燃烧所放出的最大的能量，但实际上燃料不可能燃烧充分，这一点在具体分析问题时要心中有数。第9页/共37页第十页，共37页。把5千克40的水烧开，需要完全燃烧多少千克的干木柴？（已知干木柴的热值为 1.2107 焦/千克，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量(rling)全部被水吸收）分析：利用(lyng)吸热公式Q吸=cm（tt0）可以算出将水烧开要吸收多少热量，解题时应注意在标准大气压下，水的沸点是100，即水烧开时的温度为100，再利用(lyng)燃料的热值求干木柴的质量。解答：Q吸=Cm（tt0）=4.

8、2103焦/（千克）5千克（10040）=1.26106焦因为Q吸=Q放=1.26106焦所以(suy)干木柴质量第10页/共37页第十一页，共37页。完全燃烧(rnsho)2kg 汽油放出多少热量？要放出6.0106J 的热量，需完全燃烧(rnsho)多少克酒精？分析：可根据燃烧分析：可根据燃烧(rnsho)值的定义去分析计算。值的定义去分析计算。解答：汽油的燃烧解答：汽油的燃烧(rnsho)值为值为4.6107J/kg，表示完全，表示完全燃烧燃烧(rnsho)1kg汽油放出的热量为汽油放出的热量为4.6107J，完全，完全燃烧燃烧(rnsho)2kg汽油放出的热量汽油放出的热量Q=mq=4

9、.6107J/kg2kg=9.2107J。酒精的燃烧酒精的燃烧(rnsho)值是值是3.0107J/kg，表示完全燃烧，表示完全燃烧(rnsho)1kg酒精放出的热量为酒精放出的热量为3.0107J。放出。放出6.0106J的热量，需完全燃烧的热量，需完全燃烧(rnsho)的酒精的质量的酒精的质量m=Q/q=6.0106J/3.0107J/kg=0.2kg=200g。2kg汽油放出热量汽油放出热量9.2107J，需燃烧，需燃烧(rnsho)酒精酒精200g。第11页/共37页第十二页，共37页。二、答疑(d y)全频道问题(wnt)三：什么是热机效率？热机效率能大于1吗？答疑：热机效率是用来做

10、有用功的那部分能量和燃答疑：热机效率是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比。叫热机的效率。料完全燃烧放出的热量之比。叫热机的效率。热机效率总是小于热机效率总是小于1，因为热机在工作时有很大一部，因为热机在工作时有很大一部分能量在工作过程中损失掉。分能量在工作过程中损失掉。如：燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量散失如：燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量散失(snsh)、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量损失的原因能量，都是引起能量损失的原因。所以热机效率总是。所以热机效率总是小于小于1。第12页/共37页第十三页，

11、共37页。二、答疑(d y)全频道问题(wnt)四：如何提高热机效率？答疑：提高热机效率的途径和方法：答疑：提高热机效率的途径和方法：（1）尽可能减少各种热损失，如保证良好的润滑，减少）尽可能减少各种热损失，如保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量。因克服摩擦所消耗的能量。（2）充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用）充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。这种既供电热电站废气来供热。这种既供电(n din)又供热的热又供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。第13页/共37页第十四页，共37页。关于热

12、机的效率，以下说法中正确的是（关于热机的效率，以下说法中正确的是（）A.热机做的有用功越多，效率就一定越高。热机做的有用功越多，效率就一定越高。B.热机的功率大，效率就一定高。热机的功率大，效率就一定高。C.热机单位时间里耗费热机单位时间里耗费(hofi)的燃料少，热机的效率就一的燃料少，热机的效率就一定高定高D.以上说法都不对。以上说法都不对。分析：热机的效率是用来做有用功的那部分能分析：热机的效率是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。热机做的有量和燃料完全燃烧放出的能量之比。热机做的有用功多，但消耗的燃料完全燃烧所放出的能量没用功多，但消耗的燃料完全燃烧所放出的能量没有确

13、定。就无法比较热机效率的高低。热机的功有确定。就无法比较热机效率的高低。热机的功率大，只表示单位率大，只表示单位(dnwi)时间内做的有用功多。时间内做的有用功多。在热机单位在热机单位(dnwi)时间里所消耗燃料完全燃烧时间里所消耗燃料完全燃烧所放出的能量没有确定的情况下，也无法判断热所放出的能量没有确定的情况下，也无法判断热机效率高低。热机单位机效率高低。热机单位(dnwi)时间里消耗的燃时间里消耗的燃料少，在热机功率没有确定的情况下，无法确定料少，在热机功率没有确定的情况下，无法确定单位单位(dnwi)时间里热机所做的有用功的多少。时间里热机所做的有用功的多少。因而无法判断热机的效率高低。

14、因而无法判断热机的效率高低。答案：答案：D第14页/共37页第十五页，共37页。一般来说柴油机的效率比汽油机高，其原因是（）A.压缩冲程末，气缸内温度和压强都比汽油机的低B.在柴油机里，推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高，燃气的功较多C.柴油机的热值比汽油高D.柴油机的功率(gngl)较大分析：热机效率是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比，在柴油机里，推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高，燃气的功较多，所以(suy)做有用功的能量占柴油燃烧所放出能量的比值就越大，所以(suy)B正确。答案：B第15页/共37页第十六页，共37页。二、答疑(d y)全频道问题五：环境保护

15、(hunjng boh)的措施有哪些？答疑：答疑：改进燃烧设备，采取集中供热，加装消烟除尘装置。改进燃烧设备，采取集中供热，加装消烟除尘装置。提高内能的综合利用率。提高内能的综合利用率。把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品；把内能的一次利用变为多次把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品；把内能的一次利用变为多次利用（如用余热供暖等）。利用（如用余热供暖等）。充分充分(chngfn)开发、利用污染小或无污染的能源（如太阳能等）。开发、利用污染小或无污染的能源（如太阳能等）。第16页/共37页第十七页，共37页。下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（）A.热机的大量使用会造成环境污染B.所有的热机都是

16、用汽油作燃料C.汽车排出的尾气都是有毒气体D.热机所产生的噪声，可以(ky)被热机上的消声器完全消除分析：热机给人类文明带来进步，也给生态环境(hunjng)造成污染。煤、石油产品、天然气等都可以作为热机燃料，当它们燃烧时产生的二氧化碳、二氧化硫等有害气体（有害气体不一定是有毒气体）和粉尘，会造成大气污染。热机还会产生噪声污染，影响人们的生活环境(hunjng)，噪声污染可以减小但不能消除。答案：A 点评：保护环境已成为当今世界需要解决的重要课题。改进燃烧设备，加装消烟尘、消声装置(zhungzh)，研制和采用污染少的新型燃料，开发新能源，绿化环境等都是减少环境污染的措施。第17页/共37页第

17、十八页，共37页。在我国实施的“西气东输”工程(gngchng)中，西部地区的天然气被送到缺乏源的东部地区。天然气与煤相比，从热学角度分析它突出的优点是；从环保角度分析它突出的优点是(天然气、煤的热值分别是1.14108J/kg、3107J kg)。分析：通过提供的热值可知天然气的热值大，并且在燃烧天然气时效率高，污染小。答案：热值大(或完全燃烧相同(xintn)质量的燃料放出的热量多)污染小(或无污染)第18页/共37页第十九页，共37页。三、纠错(ji cu)笔记本易错点一：不理解(lji)热值的物理意义 技巧：热值是燃料(rnlio)的一种特性，只与燃料(rnlio)的种类有关，与燃料(

18、rnlio)的质量、形态、放出的热量多少和是否燃烧无关。易错原因：对热值的概念易错误理解，大家常常会认为燃料的质量和体积，燃烧不充分都对热值的大小产生影响。第19页/共37页第二十页，共37页。关于燃料的热值，以下(yxi)说法中正确的是（）A、燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关B、燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值C、燃料燃烧时，质量越大，热值越大D、燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小易错分析：对热值的概念掌握不准确（如忽视关键词语“完全燃烧”），还有不知道热值是燃料的一种燃烧特性。正解：A、燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关，符

19、合题意(t y)B、燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，必须是完全燃烧放出的热量，才是燃料的热值，不符合题意(t y)C、燃料燃烧时，质量越大，热值越大：热值与质量无关，只与燃料种类有关，不符合题意(t y)D、燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小，燃料不完全燃烧时放出的热量不能称之为热值，不符合题意(t y)故选A第20页/共37页第二十一页，共37页。燃料燃烧时放出热量的多少（）A只与燃料的种类有关B只与燃料的质量有关C只与燃料是否完全燃烧有关D跟以上(yshng)3个因素都有关分析：燃料燃烧时所放出的热量多少既与燃料的种类、燃烧的多少有关，还与燃烧的是否充分(chngfn

20、)有关。假加燃烧一种热值很高的燃料，燃烧了也很多，但燃烧不充分(chngfn)，它所放出的热量也不一定多。故此题应选D。答案：D第21页/共37页第二十二页，共37页。三、纠错(ji cu)笔记本易错点二：对热机效率理解(lji)有误技巧：热机效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧所放的能量之比，它是个比值。致于做功多少，它是与热机效率有关的一个方面，在分析时还要考虑(kol)到燃烧燃料的种类、质量和燃烧情况。功率是表示物体做功快慢的物理量，与热机的效率是两个完全不同的概念。易错原因：由于对热机效率概念理解不深，常常错误地认为热机效率高，则功率大，做功多；效率低，则做功少第22页/共37页第二

21、十三页，共37页。甲柴油(chiyu)机的效率比乙柴油(chiyu)机的效率高，这表明（）A、甲的功率比乙的大B、甲做的功比乙的多C、甲消耗的柴油(chiyu)比乙的少D、甲柴油(chiyu)机内能转化为机械能的百分比大易错分析：往往把功率和热机的效率互混在一起(yq)。正解：甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，说明甲柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比大，所以 D正确；功率是表示物体做功快慢的物理量，与热机的效率是两个完全不同的概念，所以 A错误；B、选项中，甲做功多，比值不一定大，所以B错误；C选项犯了同样的错误，消耗柴油少，用来做有用功的能量与消耗的总能量之比不一定大，所以 C错误故选

22、D第23页/共37页第二十四页，共37页。热机(rj)的效率越高，说明（）A.能做的有用功越多B.燃料的热值越大C.这台热机(rj)的马力越大D.机器对燃料的利用率越高分析：热机效率与做有用功的能量和燃料放出的总能量两者有关，单纯一方面多和少，不能说明效率的高和低。A中只提到有用功，B只提到热值，很明显是不完整的。C中提到马力，是功率常用单位，效率和功率之间没有直接(zhji)联系。所以只有D正确。答案：D第24页/共37页第二十五页，共37页。三、纠错(ji cu)笔记本易错点三：有关热量(rling)和热机效率的综合计算题技巧：公式(gngsh)Q=cmt与Q=mq经常应用在同一个题目的解

23、题过程中，要认真分析题意，找出相对应的物理量，代入公式(gngsh)，才能正确求解。易错原因：对热量公式、热值公式和热机效率公式掌握不熟练，不能灵活运用。第25页/共37页第二十六页，共37页。用煤油炉烧水，如果水至沸腾时吸收的热量是煤油完全燃烧放出热量的 40%，烧开一壶水要吸热(xr)1.14106J，那么，需燃烧多少克煤油？易错分析(fnx)：对于水吸收的热量与煤油燃烧所放出的热量这两者之间的关系搞不清。正解：Q吸=Q放40%Q放=Q吸/40%=l.14106J/0.4=2.85106J由Q=mq得：m=Q/q=2.85106J/4.6107J/kg=0.062kg=62g答：需燃烧(r

24、nsho)62g 煤油。第26页/共37页第二十七页，共37页。质量为0.5kg的汽油完全燃烧。试问(shwn)：（1）它放出多少热量？（2）可以使68.6kg水升高多少度?正解:（1）从燃烧值表查出汽油的燃烧值，则燃烧放热=燃烧值燃料质量(zhling)。（2）把汽油作为放热物体。放出热量为Q放，水为吸热物体，吸收的热量为Q吸。利用Q放=Q吸，即可求解。（1）查表得汽油的燃烧值为4.6l07J/kg 燃烧放热Q放=mq=0.5kg4.6107J/kg=2.3107J（2）因Q吸=c水m水（tt0水）=c水m水t水升，由Q放=Q吸=c水m水t水升（1）放出2.3107J热量(rling)；（2

25、）升高约80。第27页/共37页第二十八页，共37页。四、畅通(chngtng)中考站中考方式：理解(lji)燃料热值的概念和物理含义。掌握燃料燃烧放热公式的应用和热机效率计算公式的应用是灵活解答中考题的关键。第28页/共37页第二十九页，共37页。1（2010年甘肃兰州）关于燃料的热值，以下说法中正确的是 A燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关 B燃烧1千克(qink)某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 C燃料燃烧时，质量越大，热值越大 D燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小分析：燃料的热值是燃料的一种燃烧特性，与燃料的质量和燃烧情况(qngkung)无关。所以选项

26、A是正确的。答案：A第29页/共37页第三十页，共37页。2.(09河北课改区)下列关于热机和环境保护的说法中正确的是:A、热机的大量使用会造成环境污染;B、所有的热机都是用汽油作燃料(rnlio);C、热机的效率能达到100%D、热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除.分析：热机的使用给人类带来进步和发展，但同时也带来很大的不利因素，如热机使用时排放(pifn)的烟尘、废气会造成环境污染，给人类带来危害。热机的效率都小于 1，热机产生的噪声只能通过不同途径减弱，但不能完全消除。所以正确的选项是 A。答案：A第30页/共37页第三十一页，共37页。3（10年甘肃兰州）一台单缸四冲程柴油

27、机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机活塞(husi)1s对外做功 次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是 J。(q柴油=4.3107J/kg)分析：在四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次解答(jid)：已知单缸四冲程柴油机的飞轮转速为3600r/min，即每秒钟转60圈，所以做功30次。根据Q放=mq=5kgx4.3x107J/kg=2.15x108JW=Q放x40%=8.6x107J答案：308.6107（J）第31页/共37页第三十二页，共37页。4.(10沈阳）随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上

28、匀速行驶100km，消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用(su yn)汽油的热值为4.6107 J/kg，密度为0.7103kg/m3，求：(1)这些汽油完全燃烧放出的热量；(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力分析：（1）知道汽油的体积和密度，利用密度公式求汽油的质量；又知道汽油的热值，利用 Q放=mq求汽油完全燃烧放出的热量；（2）求出了汽油完全燃烧放出的热量，又知道汽油完全燃烧放出的热量有 30%用来驱动汽车(qch)做有用功，据此求出用来驱动汽车(qch)做的有用功W；知道轿车行驶的距离，根据W=Fs求轿车牵引力；又知道轿车匀速行驶，根据F

29、=f求匀速行驶时轿车受到的阻力第32页/共37页第三十三页，共37页。解：v=10L=1010-3m3，m=v=0.7103kg/m31010-3m3=7kg，汽油完全燃烧(rnsho)放出的热量：Q放=mq=7kg4.6107J/kg=3.22l08J；（2）由题知，用来驱动汽车做的有用功：W有=Q放30%=3.22l08J30%=9.66107JW有=Fs，轿车牵引力：F=W有/s=9.66x107J/100X103m=966N又轿车匀速行驶，轿车受到的阻力：f=F=966N答：（1）这些汽油完全(wnqun)燃烧放出的热量为3.22l08J；（2）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力为

30、966N点拨：本题考查(koch)了密度的计算、功的计算、效率的计算、燃料燃烧放热的计算，公式多，环环相扣，注意灵活运用，属于难题 第33页/共37页第三十四页，共37页。5（10江苏盐城）用煤气灶把1kg、初温为20的水烧到70，消耗了10g煤气已知水的比热容是4.2103J/（kg），煤气的热值为4.2107J/kg，求：（1）水吸收的热量为多少(dusho)？（2）煤气完全燃烧放出的热量为多少(dusho)？（3）煤气灶烧水的效率为多少(dusho)？分析：（1）根据热传递过程中的吸热公式Q=cmt可计算水吸收的热量。（2）根据燃料(rnlio)燃烧放出热量公式Q=mq可计算煤气完全燃烧

31、放出的热量。（3）根据热效率公式计算煤气灶烧水的效率 第34页/共37页第三十五页，共37页。点拨：本题考查学生对 热传递过程中的吸热公式和燃料燃烧(rnsho)放出热量公式，热效率公式的理解和灵活运用。已知：m水=1Kg，t=70-20=50，m煤气=10g=0.01KgC=4.2103J/（kg）q=4.2107J/kg求：（1）Q吸；（2）Q放；（3）解：（1）Q吸=Cm水t=4.2103J/（kg）1Kg50=2.1105J（2）Q放=m煤气q=4.2107J/kg0.01Kg=4.2105J（3）=50%答：（1）水吸收的热量为2.1105J（2）煤气完全燃烧(rnsho)放出的热量为4.2105J（3）煤气灶烧水的效率为50%第35页/共37页第三十六页，共37页。小结小结(xioji)(xioji)：热值热机效率和环境保护(hunjng boh)热机效率环境保护(hunjng boh)：定义：1kg燃料完全燃烧所放出来的热量。单位：J/kg公式:Q=mq定义：公式小于1环境污染环境保护措施第36页/共37页第三十七页，共37页。