第十三章-第四节-热机效率和环境保护课件.ppt

1、热机效率和环境保护它们都离不开它们都离不开 。燃料燃烧的过程是燃料燃烧的过程是 能转变为能转变为 能的过程。能的过程。燃料燃料化学化学内内固体燃料液体燃料气体燃料燃料可分燃料可分为三种为三种思考：思考：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。干木柴干木柴烟煤烟煤液化气液化气请判断：用不同的燃料烧开一桶水需要的多少一样吗？请判断：用不同的燃料烧开一桶水需要的多少一样吗？质

2、量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是的热量是 的。的。（1 1）定义：）定义：（2 2）单位：）单位：某种燃料某种燃料完全燃烧完全燃烧放出的热量与所用该燃料放出的热量与所用该燃料的质量之比叫做的质量之比叫做燃料的热值燃料的热值。J/kg（J/m3）固体和液体燃料气体燃料不同不同 Q=mqQ：燃料完全燃烧释放出的热量：燃料完全燃烧释放出的热量：燃料的热值：燃料的热值：燃料的质量：燃料的质量质量为质量为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：（3）公式：）公式：无烟煤的热值为无烟煤的热值为3.4107J/kg，表示，表示:1kg的煤在完全

3、燃烧时所放出的热量为的煤在完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的液化气在完全燃烧时所放出的热量为的液化气在完全燃烧时所放出的热量为4.9107J。（4）热值表：）热值表：强调：强调：同种燃料热值相同，不同燃料热值不同种燃料热值相同，不同燃料热值不同。同。热值是燃料的一种热值是燃料的一种特性特性，反映了，反映了燃料燃烧时化学能转化为内能的本领燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小，同种燃料的热值只与的大小，同种燃料的热值只与燃料的燃料的种类种类有关，与燃料的质量无关。有关，与燃料的质量无关。例题例题：计算：计算4Kg柴油完全

4、燃烧释放的热量。柴油完全燃烧释放的热量。（q=3.3107J/Kg）已知：已知：m=4Kg,q=3.3107J/Kg求求:Q解解:Q=mq =4Kg3.3107J/Kg =1.32108 J答答:完全燃烧释放的完全燃烧释放的热量为热量为1.32108 J请计算：2.8kg约约1.16kg约约0.69kg干木柴干木柴烟煤烟煤液化石油气液化石油气Q吸吸=cm(t2-t1)=4.2103J/(kg)100kg (100-20)=3.36107J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？热机中燃料释放能量的主要走向示意图克服摩擦克服摩擦消耗能量消耗能量部分燃料未部分燃料未

5、完全燃烧完全燃烧机械传热机械传热损失能量损失能量废气排出废气排出带走能量带走能量转化为对转化为对外做有用外做有用功的能量功的能量 （1）定义：）定义：热机运转中，对外做的有热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧释放的能量的比用功与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为值称为热机效率热机效率，即：，即：=W有有Q放放100%由图可知，真正能转变为对外做有用功的由图可知，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。能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。（2）提高热机效率的主要途径）提高热机效率的主要途径:减少热机工作中的各种能量损失减少热机工作中的各种能量损失.具体方法具体方法:首

6、先要减少燃烧过程中的热量损失首先要减少燃烧过程中的热量损失;其次是要尽量简化机械传动部分其次是要尽量简化机械传动部分,并选用优良的润滑材料并选用优良的润滑材料减小摩擦减小摩擦,以减少机械损失以减少机械损失.如内燃机要掌握好火花塞点火或喷油嘴喷油的最佳如内燃机要掌握好火花塞点火或喷油嘴喷油的最佳时间时间;蒸汽类热机蒸汽类热机,常将煤研磨成粉状常将煤研磨成粉状,用风吹入锅炉用风吹入锅炉内燃烧内燃烧.这些措施都可以使燃料燃烧得更充分一些这些措施都可以使燃料燃烧得更充分一些.（3）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：3040飞机上的喷气式发动机

7、：飞机上的喷气式发动机：5060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，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，即热机效率小于即热机效率小于100%。3、环境保护、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：结束酸雨使河流中的水

8、酸性变大酸雨使河流中的水酸性变大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？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。洛杉机光化学烟雾事件首先，什么是光化学烟雾呢?氮氧化物、烃类等一次污染物在阳

9、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85%以上)、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。洛杉机光化学烟雾事件是指40年代初期至50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，处于50公里长的盆地中，一年有300天出现逆温(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。这会阻碍大气向上的对流扩散和污染物的扩散)，510月阳光强烈。由于大量汽车排放含氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等废气，加之洛杉机市特殊的地理及气候条件，自1943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，其中以1952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400位65岁以上老人死亡。此外，植物大面积死亡，车祸增多。