热机与环境保护学习教案.pptx

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1、会计学1热机热机(rj)与环境保护与环境保护第一页，共30页。它们都离不开燃料。燃料燃烧它们都离不开燃料。燃料燃烧(rnsho)的过程是化学能转化为的过程是化学能转化为内能的过程。内能的过程。第1页/共30页第二页，共30页。固体燃料(t rn lio)液体燃料(y t rn lio)气体燃料燃料可分为燃料可分为(fn wi)三种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、煤油、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，农村还用草木等植物柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作

2、燃料。的秸杆作燃料。第2页/共30页第三页，共30页。约约2.8Kg约约1.16Kg约约0.73Kg说明说明(shumng)：不同不同(b tn)燃料燃烧释放的能燃料燃烧释放的能量不同量不同(b tn)生活生活(shnghu)实例实例干木柴干木柴煤煤煤油煤油第3页/共30页第四页，共30页。提出提出(t ch)(t ch)问题：问题：燃料在燃烧时所放出的热量燃料在燃烧时所放出的热量(rling)(rling)的多少与哪些因素有关？的多少与哪些因素有关？猜想：可能与燃料的质量、燃烧猜想：可能与燃料的质量、燃烧(rnsho)(rnsho)充分程度、种类等有关充分程度、种类等有关 由上页图片可得：由

3、上页图片可得：质量相等质量相等的的不同不同燃料燃料在在完全燃烧完全燃烧时所放出的热量是时所放出的热量是不同的。不同的。你还能列举一些常见的燃料吗？它们分别属于你还能列举一些常见的燃料吗？它们分别属于哪一类？哪一类？第4页/共30页第五页，共30页。一一 燃料的热值燃料的热值 1.1.定义：在物理学中，把定义：在物理学中，把1kg1kg某种燃料在完全某种燃料在完全燃烧时所放出燃烧时所放出(fn ch)(fn ch)的热量叫做燃料的热量叫做燃料的热值。的热值。2.2.热值的符号热值的符号(fho)(fho)：q q 单位：单位：J/kgJ/kg（J/m3J/m3）固体固体(gt)和液体和液体燃料燃

4、料气体气体燃料燃料 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料的质量无关。量，同种燃料的热值与燃料的质量无关。3.燃料的热值是燃料的热值是燃料的一种基本特性：燃料的一种基本特性：第5页/共30页第六页，共30页。液化气的热值为液化气的热值为4.9107J/m3，表，表示示1m3的液化气在完全的液化气在完全(wnqun)燃烧燃烧时所放出的热量为时所放出的热量为4.9107J。无烟煤的热值为无烟煤的热值为无烟煤的热值为无烟煤的热值为3.4107J/kg3.4107J/kg，表示，表示，表示，表示1kg1kg的煤在

5、完的煤在完的煤在完的煤在完全全全全(wnqun)(wnqun)燃烧时所放出的热量为燃烧时所放出的热量为燃烧时所放出的热量为燃烧时所放出的热量为3.4107J3.4107J。第6页/共30页第七页，共30页。Q=mq质量为质量为质量为质量为mm的燃料完全的燃料完全的燃料完全的燃料完全(wnqun)(wnqun)燃烧释放燃烧释放燃烧释放燃烧释放的能量是：的能量是：的能量是：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(rling)：燃料的热值：燃料的热值：燃料的质量：燃料的质量或：或：Q=Vq4利用利用(lyng)燃料的热值来燃料的热值来计算燃料完全燃烧放出的热量：计算燃料完全燃烧

6、放出的热量：第7页/共30页第八页，共30页。例题：计算例题：计算(j sun)4Kg柴油完全燃烧释放的柴油完全燃烧释放的热量。（热量。（q=3.3107J/Kg）解解:Q=mq =4Kg3.33.3107J/Kg =1.32108 J答答:完全燃烧完全燃烧(rnsho)释放的热量为释放的热量为1.32108 J 生活生活生活生活(shnghu)(shnghu)实例：实例：实例：实例：火箭为什么用液态氢做火箭为什么用液态氢做火箭为什么用液态氢做火箭为什么用液态氢做燃料？燃料？燃料？燃料？第8页/共30页第九页，共30页。请计算请计算(j sun)：干木柴干木柴(mchi)烟煤烟煤(ynmi)汽

7、油汽油第9页/共30页第十页，共30页。燃料的燃烧燃料的燃烧(rnsho)是一种是一种变化，变化，在燃烧在燃烧(rnsho)过程中，燃料的过程中，燃料的能转化能转化为为 能能Kg某种燃料某种燃料_放出的，放出的，叫做这种燃料的热值无烟煤的热值是叫做这种燃料的热值无烟煤的热值是3.4x107J/kg,它的物理它的物理(wl)意义是意义是_.化学化学(huxu)内内化学化学完全燃烧完全燃烧热量热量 1Kg的的无烟煤完全燃烧放出的热量无烟煤完全燃烧放出的热量3.4x107J当堂检测当堂检测第10页/共30页第十一页，共30页。3 3、近期煤价节节攀升、近期煤价节节攀升(pn shn)(pn shn)

8、，不少不法商贩将煤矸石破碎之后在不少不法商贩将煤矸石破碎之后在优质煤中销售，假如你是检察人员，优质煤中销售，假如你是检察人员，最恰当的方法是检测下列物理量中最恰当的方法是检测下列物理量中的（的（）A A、比热容、比热容 B B、温度、温度 C C、热值、热值 D D、质量、质量C4由热值的定义可知，热值由热值的定义可知，热值q=Q/m,式中式中m是燃料的质量，是燃料的质量，Q是燃料完全燃烧是燃料完全燃烧(rnsho)放出的热量，那么放出的热量，那么()A热值的大小与热值的大小与Q成正比成正比B热值的大小与热值的大小与m成反比成反比C热值的大小与热值的大小与Q、m都有关，由都有关，由Q与与m共同

9、决定共同决定D热值的大小与热值的大小与Q、m都无关，由燃料的种类决定都无关，由燃料的种类决定D第11页/共30页第十二页，共30页。5.四口之家分别单独使用不同种类四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均的燃料时的平均(pngjn)月消耗月消耗分别为：木柴约分别为：木柴约200千克，烟煤约千克，烟煤约80千克，液化石油气约千克，液化石油气约30千克，千克，煤气约煤气约60千克。这四种燃料中的千克。这四种燃料中的热值最高的是热值最高的是()A、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A6.航天工业中的火箭航天工业中的火箭(hujin)是用液态氢作是用液态氢作为燃料的，

10、这是因为液态氢具有（）为燃料的，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、较大的比热容、较大的比热容 D、较大的热值、较大的热值D第12页/共30页第十三页，共30页。讨论交流：热机工作时，能不能将燃讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏料所蕴藏(yncng)的化学能全部用的化学能全部用来对外做有用功呢？来对外做有用功呢？由于机械传动由于机械传动(j xi chun dn)等，克服等，克服摩擦所消耗的能摩擦所消耗的能量量燃料燃料(rnlio)很很难全部燃烧，燃料难全部燃烧，燃料(rnlio)的化学的化学能不能全部释放能不能全部释放机械传热损机械传热损失一部

11、分能失一部分能量量热热机机真真正正转转变变为为对对外外做做功功的的部部分分废气排出带走的废气排出带走的能量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第二课时第二课时第13页/共30页第十四页，共30页。n n由图可知，真正由图可知，真正由图可知，真正由图可知，真正(zhnzhng)(zhnzhng)能转变为对能转变为对能转变为对能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。放能量的一部分。放能量的一部分。放能量的一部分。1.定义定义(dngy)：热机

12、转变为有用功的：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能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率。值称为热机效率。W有有Q放放100%=2.公式公式(gngsh)：第14页/共30页第十五页，共30页。议一议议一议3.3.怎样怎样怎样怎样(znyng)(znyng)提高热机的提高热机的提高热机的提高热机的效率？效率？效率？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，减少因克注意保养，保证良好的润滑，减少因克 服摩擦阻力而额外服摩擦阻力而额外(wi

13、)消耗的能量。消耗的能量。第15页/共30页第十六页，共30页。想一想一想想热机的效率热机的效率热机的效率热机的效率(xio l(xio l)能达到能达到能达到能达到100%100%吗？为什吗？为什吗？为什吗？为什么？么？么？么？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(bzh)必然小于1，即热机效率小于100%。各种热机各种热机(rj)的效率的效率: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

14、气式发动机：5060第16页/共30页第十七页，共30页。三三.环境保护环境保护(hunjng boh)热机(rj)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：第17页/共30页第十八页，共30页。噪声污染噪声污染(zo shn w rn)大气污染大气污染热机热机(rj)带来的危害：带来的危害：第18页/共30页第十九页，共30页。第19页/共30页第二十页，共30页。第20页/共30页第二十一页，共30页。1.1.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性硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多比二氧化硫大得多,可以可以(ky)(ky)侵入肺的深部组织侵入肺的

15、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,严重影响水生动植物严重影响水生动植物的生长的生长.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、镉的含量比中性地使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍下水中高很多倍.酸雨酸雨(sun(sun y)y)的危害的危害第21页/共30页第二十二页，共30页。第22页/共30页第二十三页，共30页。第23页/共30页第二十四页，共30页。第

16、24页/共30页第二十五页，共30页。小结小结(xioji)：一、燃料一、燃料1 1、燃料燃烧：化学能转化为内能、燃料燃烧：化学能转化为内能2 2、燃料燃烧释放能量的多少、燃料燃烧释放能量的多少(dusho)(dusho)与燃料的质量、燃烧与燃料的质量、燃烧程度、燃料种类有关。程度、燃料种类有关。二、热值（二、热值（q q）:表示燃料燃烧释放能量的能力的表示燃料燃烧释放能量的能力的大小大小1 1、定义：、定义：1kg 1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做燃料的热值量叫做燃料的热值2 2、定义式：、定义式：3 3、单位：、单位：J/kg J/m3 J/kg J

17、/m34 4、热值表：热值是燃料的一种、热值表：热值是燃料的一种(y zhn)(y zhn)特性特性第25页/共30页第二十六页，共30页。三、燃料燃烧三、燃料燃烧三、燃料燃烧三、燃料燃烧(rnsho)(rnsho)释放热量释放热量释放热量释放热量 Q=mq Q=mq四、热机效率：四、热机效率：或：或：Q=Vq（气体（气体(qt)）=W有Q放100%提高提高(t go)热机效率的途径热机效率的途径1.使燃料充分燃烧使燃料充分燃烧;2.尽量减少各种热量损失；尽量减少各种热量损失；3.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；4.注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩

18、擦阻力注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力 而额外消耗的能量。而额外消耗的能量。第26页/共30页第二十七页，共30页。讨论讨论讨论讨论(t(t oln)oln)交流交流交流交流n n如何如何(rh)保护我们的环境？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(zhungzh);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。第27页/共30页第二十八页，共30页。1.1.1.1.柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某柴油机是工农业

19、生产中常用的热机，已知某柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某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型号柴油机的效率型号柴油机的效率型号柴油机的效率(xio l)(xio l)(xio l)(xio l)是是是是30%30%30%30%，在柴油机，在柴油机，在柴油机，在柴油机内完全燃烧内完全燃烧内完全燃烧内完全燃烧2 2 2 2千克柴油能放热千克柴油能放热千克柴油能放热千克柴油能放热_J_J_J_J，这些，这些，这些，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功热通过柴油机的转化能对外做有用功热通过柴油机的转化能对外做有用功热通过柴油机的转化能对外做有用功_J_J_J_J。(柴油的热值

20、为柴油的热值为柴油的热值为柴油的热值为3.3107J/kg)3.3107J/kg)3.3107J/kg)3.3107J/kg)2.2.完全燃烧完全燃烧完全燃烧完全燃烧140140克热值为克热值为克热值为克热值为3.0107J/kg3.0107J/kg的焦炭能放的焦炭能放的焦炭能放的焦炭能放出出出出(fn(fn ch)ch)多少热量？若这些热量的多少热量？若这些热量的多少热量？若这些热量的多少热量？若这些热量的30%30%被水吸收，则能使被水吸收，则能使被水吸收，则能使被水吸收，则能使30kg 30kg、2020的水温度升高的水温度升高的水温度升高的水温度升高到多少度？到多少度？到多少度？到多少

21、度？6.61071.98107当堂当堂(dn tn)检测检测第28页/共30页第二十九页，共30页。3.3.为了提高热机效率，可采取的措施是（为了提高热机效率，可采取的措施是（）A A采用热值高的燃料采用热值高的燃料 B B降低热机功率降低热机功率 C C保证良好的润滑减少摩擦保证良好的润滑减少摩擦(mc)D(mc)D以上措施都以上措施都可以可以4.4.关于热机关于热机(rj)(rj)的效率，下述正确的是（的效率，下述正确的是（）A A热机热机(rj)(rj)的效率有可能等于的效率有可能等于1 B1 B热机热机(rj)(rj)的效率一定小于的效率一定小于1 1 C C热机热机(rj)(rj)的

22、效率越高，其损失的能量越多。的效率越高，其损失的能量越多。D D热机热机(rj)(rj)的效率越高，对环境的影响越大的效率越高，对环境的影响越大5.5.一台柴油机，有一台柴油机，有MkgMkg柴油完全燃烧柴油完全燃烧(rnsho)(rnsho)时，放出时，放出7.5108J7.5108J的热量，要损失的热量，要损失4.5107J4.5107J的能量，可知该柴的能量，可知该柴油机的效油机的效率是（率是（）A A3030 B.40%C.48%D.60%B.40%C.48%D.60%6.6.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200kg200kg的水从的水从2525加加 热到热到100100，燃烧了质量是，燃烧了质量是6kg6kg，热值是，热值是3.4103.4107 7J/kgJ/kg的的 无烟煤，试求：无烟煤，试求：(1)(1)锅炉内锅炉内200 kg200 kg的水吸收的热量是多少？的水吸收的热量是多少？(2)6kg (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)(3)此锅炉的效率是多少？此锅炉的效率是多少？CBB第29页/共30页第三十页，共30页。