热机效率和环境保护.ppt

1、第十二章第十二章 内能与热机内能与热机1、理解记住热值的定义和单位。、理解记住热值的定义和单位。2、会用热量的公式、会用热量的公式Q=qm进行进行有关燃料燃烧放热的计算。有关燃料燃烧放热的计算。3、能解决简单的燃料燃烧放热被、能解决简单的燃料燃烧放热被水吸收温度升高的问题。水吸收温度升高的问题。自学课本自学课本50-51页内容：回答：页内容：回答： 1、燃料燃烧的过程中能量是怎样转化的？、燃料燃烧的过程中能量是怎样转化的？ 2、不同的燃料燃烧释放的热量相同吗？、不同的燃料燃烧释放的热量相同吗？ 3、什么是热值？用什么符号表示？、什么是热值？用什么符号表示？ 4、热值的单位是什么？怎样读？、热值

2、的单位是什么？怎样读？ 5、热值表中反映了那些规律？、热值表中反映了那些规律？ 6、热值表示的物理意义是什么？、热值表示的物理意义是什么？ 7、怎样计算燃料完全燃烧放出的热量？、怎样计算燃料完全燃烧放出的热量？ 1 1、 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，把某种燃料在物理学中，把某种燃料完全燃烧完全燃烧放出放出的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种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）固体和液固体和液体燃料体燃料气体燃料气体燃料

3、 说明：热值是反映燃料燃烧说明：热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的时化学能转化为内能的本领的大小的物理量，同种燃料的热大小的物理量，同种燃料的热值与燃料的质量无关。值与燃料的质量无关。烟煤的热值为烟煤的热值为2.9107J/kg，表示，表示1kg的烟煤的烟煤完全燃烧时所放出的热量为完全燃烧时所放出的热量为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的液化石油的液化石油气完全燃烧时所放出的热量为气完全燃烧时所放出的热量为4.9107J。干木柴的热值为干木柴的热值为1.2107J/kg，表示，表示1kg的干的干木柴完全燃烧时所放出的热量为木柴完

4、全燃烧时所放出的热量为1.2107J。、燃料完全燃烧释放的热量是：、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v：燃料的体积：燃料的体积例题：计算例题：计算kg柴油完全燃烧释放的热量柴油完全燃烧释放的热量（柴油柴油4./）已知：m=4kg q= 4./求：求： Q放解：Q放=mq=4Kg 4./ =1.72答：答： kg柴油完全燃烧释放的热量是柴油完全燃烧释放的热量是1.72 要使要使20的水温度从的水温度从升到升到 ，需，需要多少要多少m

5、3的液化气完全燃烧来供热？的液化气完全燃烧来供热？（水水.103J/(Kg ) q液化气液化气= 4.9/m3）提示：Q吸=Q放 已知：已知：c= .103J/(Kg ) m=20kg t2 = 90 t1 = 40 q= 4.9/m3 求：求：v 解：解：Q吸吸=cm(t2-t1) = .103J/(kg ) 20kg(90-40) = .106J Q吸吸=Q放放 由由Q=vq得：得：V= qQ376/109 . 4102 . 4mJJ=0.086m3答答:需要需要0.086m3的液化气完全燃烧来供热的液化气完全燃烧来供热.干木柴烟煤汽油2.8kg1.16kg0.73kg 1.水的比热容是水

6、的比热容是-，它表示，它表示的物理意义是的物理意义是- 2.木炭的热值是木炭的热值是3.0 x107J/Kg，它，它表示的物理意义是表示的物理意义是- 3.氢气的热值是氢气的热值是1.4x108J/Kg，它，它表示的物理意义是表示的物理意义是- 看课本看课本44-45页，回答：页，回答： 1、热机内燃料燃烧放出的热量都用来干什、热机内燃料燃烧放出的热量都用来干什么了？么了？ 2、热机的效率如何定义的？计算公式怎么、热机的效率如何定义的？计算公式怎么写？效率能为写？效率能为1吗？吗？ 3、提高热机的效率的方法有哪些？、提高热机的效率的方法有哪些？ 时间时间3分钟，要求当堂记住分钟，要求当堂记住1

7、、2、3中的知中的知识点。识点。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，由于机械传动等，克服摩擦所消耗克服摩擦所消耗的能量的能量燃料很难全部燃烧，燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全燃料的化学能不能全部释放部释放机械传热机械传热损失一部损失一部分能量分能量热机真正热机真正转变为对外转变为对外做功的部分做功的部分废气排出带走的能废气排出带走的能量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是由图可知，真正能转变

8、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。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、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：的能量的比值称为热机效率，即：=W有Q放100%W有Q放100%W有Q放100%W有Q放100%W有Q放100%、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，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量

9、。擦阻力而额外消耗的能量。热机的效率能达到热机的效率能达到100%吗？为什么？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%。 阅读课本阅读课本46-47页内容，回答：页内容，回答： 1、热机造成的环境污染主要有

10、哪些方面？、热机造成的环境污染主要有哪些方面？ 2、应该怎样保护我们的环境？有哪些具体、应该怎样保护我们的环境？有哪些具体的办法？的办法？ 时间时间2分钟。要求：在书上找到答案，并当分钟。要求：在书上找到答案，并当堂记住。堂记住。 热机为人类的发展做出丑了重大贡献，但热机为人类的发展做出丑了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题：也带来了许多环境污染问题：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, ,可以浸入肺的深部组织可以浸入肺的深部组织, ,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.

11、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. .结束 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

12、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。洛杉机光化学烟雾事件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(占产物占产物85%以上以上)、过氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、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混合物称为光化学烟雾，它呈浅兰色、有刺激性和很强的成的混合物称为光化学烟雾

13、，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。氧化性，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，处于山，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。这会阻碍大气向上的对流扩散和污染物的扩散会阻碍大气向上的

14、对流扩散和污染物的扩散)，510月阳光月阳光强烈。由于大量汽车排放含氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳强烈。由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，自等废气，加之洛杉机市特殊的地理及气候条件，自1943年开年开始，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，其中以喉咙刺激，其中以1952年的一次最为严重，大批居民发生眼年的一次最为严重，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，睛红肿、喉痛、咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功能衰竭，导致近导致近400位

15、位65岁以上老人死亡。此外，植物大面积死亡，岁以上老人死亡。此外，植物大面积死亡，车祸增多。车祸增多。1、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平、四口这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80千克，液化石油气约千克，液化石油气约30千克，煤气约千克，煤气约60千克。千克。这四种燃料中的热值最高的是这四种燃料中的热值最高的是( ）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（）

16、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、较大的比热容的比热容D、较大的热值、较大的热值D6.61071.981074、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？若这些能放出多少热量？若这些热量的热量的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？4.2x106J30 发射卫星的火箭燃料要体积小，重量轻，但发出的热量要大，这样才能减轻火箭的重量，使卫星快速地送上轨道。液体燃料放出的能量大，产生的推力也大；而且这种燃料比较容易控制，燃烧时间较长，因此，发射卫星的火箭大都采用液体燃料。