（沪科版）初三物理上册《第四节热机效率和环境保护》课件.ppt

1、第十三章第十三章 内能与热机内能与热机第四节第四节 热机效率和热机效率和 环境保护环境保护1课堂讲解课堂讲解2课时流程课时流程燃料的热值燃料的热值热机效率热机效率 环境保护环境保护课后课后作业作业逐点逐点导讲练导讲练课堂课堂小结小结当堂当堂检测检测沪科版九年级物理上册柴柴薪薪石石油油煤煤炭炭天天然然气气沪科版九年级物理上册知知1 1导导1知识点知识点燃料的热值燃料的热值问问 题题目前，人类使用的能量，大部分是怎样获得的？目前，人类使用的能量，大部分是怎样获得的？燃料燃烧燃料燃烧沪科版九年级物理上册知知1 1讲讲燃料燃烧的过程是燃料燃烧的过程是化学能化学能转变为转变为内能内能的过程。的过程。常见

2、的燃料有煤、石油常见的燃料有煤、石油(加工炼制成汽油、煤油、柴加工炼制成汽油、煤油、柴 油和液化气等油和液化气等)、天燃气等，农村还用草木等植物的、天燃气等，农村还用草木等植物的 秸杆作燃料。秸杆作燃料。燃料可分为燃料可分为三种三种：固体固体燃料、燃料、气体气体燃料、燃料、液体液体燃料。燃料。沪科版九年级物理上册知知1 1讲讲1 kg的某种燃料的某种燃料完全燃烧完全燃烧所释放的热量。所释放的热量。定义定义定义式定义式Qqm 燃料燃料完全燃烧完全燃烧所释放的热量所释放的热量(J)燃料质量燃料质量(kg)燃料热值燃料热值(J/kg)热值热值沪科版九年级物理上册知知1 1讲讲1.理解理解：(1)热值

3、反映了燃料在燃烧过程中，化学能转热值反映了燃料在燃烧过程中，化学能转 化为内能本领的大小。化为内能本领的大小。(2)热值是燃料本身的一种热值是燃料本身的一种特性特性，它与燃料的种类有关，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。2.燃料燃烧，将燃料燃烧，将化学能化学能转化为转化为内能内能。沪科版九年级物理上册知知1 1讲讲常见燃料的热值常见燃料的热值燃料燃料热值热值q/(Jkg-1)燃料燃料热值热值q/(Jkg-1)燃料燃料热值热值q/(Jkg-1)干木柴干木柴1.2107酒精酒精3.0107氢气氢气1.2107烟煤烟煤2.91

4、07柴油柴油4.3107天然气天然气1.2107无烟煤无烟煤3.4107汽油汽油4.6107液化石液化石油气油气1.2107焦炭焦炭3.0107煤油煤油4.6107木炭木炭3.4107石油石油4.4107煤气煤气1.2107沪科版九年级物理上册知知1 1讲讲【例例1】中考中考恩施恩施向酒精灯内添加适量酒精后，燃料的向酒精灯内添加适量酒精后，燃料的热值与灯内原来的部分相比较热值与灯内原来的部分相比较()A变大变大B不变不变C变小变小 D无法确定无法确定B【解析解析】热值是燃料的一种特性，热值的大小只与燃料的热值是燃料的一种特性，热值的大小只与燃料的种类有关。种类有关。（来自（来自点拨点拨）沪科版

5、九年级物理上册总总 结结知知1 1讲讲热值热值q与燃烧放热与燃烧放热Q、燃料质量、燃料质量m的关系如同的关系如同比热容比热容c与热量与热量Q、质量、质量m、温度改变量、温度改变量t，密度密度与质量与质量m、体积、体积V的关系。的关系。沪科版九年级物理上册知知1 1讲讲【例例2】宜昌宜昌汽油的热值为汽油的热值为4.6107 J/kg，现有汽油，现有汽油2 kg，选其中一半完全燃烧，放出的热量是，选其中一半完全燃烧，放出的热量是_J，剩余汽油的热值是，剩余汽油的热值是_J/kg。【解析解析】汽油完全燃烧放出的热量：汽油完全燃烧放出的热量：Qmq1 kg4.6107 J/kg4.6107 J；由于热

6、值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有由于热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有 关，而与燃料的多少无关，因此剩余汽油的热值仍关，而与燃料的多少无关，因此剩余汽油的热值仍 是是4.6107 J/kg。（来自（来自点拨点拨）4.61074.6107沪科版九年级物理上册总总 结结知知1 1讲讲(1)对于对于固体和液体固体和液体燃料的燃烧放热，可用公式燃料的燃烧放热，可用公式Qmq 计算。计算时单位要统一：质量计算。计算时单位要统一：质量m单位用单位用kg，热值，热值 q单位用单位用J/kg，热量，热量Q单位用单位用J。(2)对于对于气体气体燃料的燃烧放热，常用公式燃料的燃烧放热，常用公式QqV计

7、算。计算。计算时单位要统一：体积计算时单位要统一：体积V单位用单位用m3，热值，热值q单位单位 用用J/m3，热量，热量Q单位用单位用J。沪科版九年级物理上册知知1 1练练（来自（来自典中点典中点）近期煤价节节攀升，少数不法商贩将煤矸石近期煤价节节攀升，少数不法商贩将煤矸石(矿井下矿井下与煤共生一处的石块，不易燃烧与煤共生一处的石块，不易燃烧)掺在优质煤中高价掺在优质煤中高价销售。客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列销售。客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的物理量中的()A热值热值 B比热容比热容 C温度温度 D质量质量1沪科版九年级物理上册知知1 1练练（来自（来自典中点典中点

8、）(中考中考广安广安)双能源双能源(汽油和天然气汽油和天然气)汽车以其经济、汽车以其经济、污染小等优点备受人们青睐，已知天然气的热值为污染小等优点备受人们青睐，已知天然气的热值为7107 J/m3，则气缸内完全燃烧，则气缸内完全燃烧0.1 m3天然气，可天然气，可以释放出以释放出_J热量。热量。2沪科版九年级物理上册知知2 2导导2知识点知识点热机的效率热机的效率在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？沪科版九年级物理上册由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量

9、只是燃料燃烧时所释放能量的料燃烧时所释放能量的一部分一部分。知知2 2导导知知2 2讲讲用来做用来做有用功有用功的那部分能量和的那部分能量和燃料完全燃烧放燃料完全燃烧放出的能量出的能量之比。之比。热机的效率热机的效率定义定义定义式定义式QQ 有有用用总总做有用功的能量做有用功的能量燃料完全燃烧放出的能量燃料完全燃烧放出的能量热机效率热机效率知知2 2讲讲1.热机工作时，真正转化为对外做有用功的能量只是热机工作时，真正转化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，所以任何热机的燃料燃烧时所释放能量的一部分，所以任何热机的 效率都不可能达到效率都不可能达到 100%。2.提高热机效率

10、的主要途径是减少热机工作中的各种提高热机效率的主要途径是减少热机工作中的各种 能量损失。能量损失。提高热机效率的主要措施是：提高热机效率的主要措施是：使燃料尽可能充分燃烧；使燃料尽可能充分燃烧；尽量减少各种热量散失；尽量减少各种热量散失；使用时注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩使用时注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩 擦而额外消耗的能量。擦而额外消耗的能量。知知2 2讲讲【例例3】（来自（来自点拨点拨）关于热机效率，下列说法中正确的是关于热机效率，下列说法中正确的是()A热机做的有用功越多，热机效率一定越高热机做的有用功越多，热机效率一定越高B热机消耗的燃料越少，热机效率一定越高热机消

11、耗的燃料越少，热机效率一定越高C热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，热热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，热机效率一定越高机效率一定越高D热机做功越快，热机效率一定越高热机做功越快，热机效率一定越高C【错解错解】A、B、D 知知2 2讲讲（来自（来自点拨点拨）【错解分析错解分析】错选原因是不能正确理解热机效率。热机效率是热错选原因是不能正确理解热机效率。热机效率是热 机工作时对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的机工作时对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的 能量的比值，不能单凭做有用功的多少或消耗燃料能量的比值，不能单凭做有用功的多少或消耗燃料 的多少来判断热机效率的高低，所以选项的多少来判断热

12、机效率的高低，所以选项A、B错；错；热机效率与热机做功的快慢无关，所以选项热机效率与热机做功的快慢无关，所以选项D错；错；若做的有用功相同，消耗燃料少的热机效率高，若若做的有用功相同，消耗燃料少的热机效率高，若 消耗相同的燃料，做有用功多的热机效率高，所以消耗相同的燃料，做有用功多的热机效率高，所以 选项选项C正确。正确。总总 结结知知2 2讲讲 要比较热机效率的高低，就要确定有用功与燃料要比较热机效率的高低，就要确定有用功与燃料完全燃烧所放出的能量的完全燃烧所放出的能量的比值比值的大小。若有用功的大小。若有用功相等相等，就比较所消耗的就比较所消耗的燃料燃料的多少；若消耗相同的的多少；若消耗相

13、同的燃料燃料，就，就比较所做比较所做有用功有用功的多少。的多少。A、B、C中的措施都能减少能量损失，提高能量的中的措施都能减少能量损失，提高能量的 利用率，因此都能提高热机效率；利用率，因此都能提高热机效率；D中措施不能减少能量损失，因此不能提高热机效率。中措施不能减少能量损失，因此不能提高热机效率。知知2 2讲讲下列措施中，不能提高热机效率的是下列措施中，不能提高热机效率的是()A改善燃烧条件，使燃料充分燃烧改善燃烧条件，使燃料充分燃烧B采用新技术尽量减少各种热量损失采用新技术尽量减少各种热量损失C保证良好的润滑，减少传动部分的摩擦保证良好的润滑，减少传动部分的摩擦D选用热值较大的燃料选用热

14、值较大的燃料【例例4】（来自（来自点拨点拨）D【解析解析】总总 结结知知2 2讲讲 提高热机效率的措施是提高热机效率的措施是减少减少各种各种能量损失能量损失，提高提高能量能量的的利用率利用率。为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施中为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是不能提高效率的是()A尽可能使燃料充分燃烧尽可能使燃料充分燃烧B尽量延长热机的工作时间尽量延长热机的工作时间C尽量减少由于热传递而散失的能量尽量减少由于热传递而散失的能量D尽量减少热机部件之间的摩擦尽量减少热机部件之间的摩擦知知2 2练练1（来自（来自典中点典中点）如果用燃料释放的能量来开动热机，用来做

15、如果用燃料释放的能量来开动热机，用来做_功的那部分能量，与燃料完全燃烧时所放功的那部分能量，与燃料完全燃烧时所放出的能量之比，叫做热机的效率。一般来说，汽油出的能量之比，叫做热机的效率。一般来说，汽油机的效率机的效率_(填填“高于高于”或或“低于低于”)柴油机的柴油机的效率。效率。知知2 2练练2（来自（来自典中点典中点）知知3 3讲讲3知识点知识点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多环境污染问题。知知3 3讲讲1.热机的利用带来的环境污染主要有热机的利用带来的环境污染主要有大气污染大气污染和和噪声噪声 污污染

16、。染。2.燃料造成大气污染的燃料造成大气污染的主要原因主要原因是：燃料中有杂质，是：燃料中有杂质，燃烧会生成燃烧会生成二氧化氮二氧化氮、二氧化硫二氧化硫和和一氧化碳等一氧化碳等有害有害 气体和粉尘。气体和粉尘。3.为了保护环境，人们采取措施，减少废气和粉尘的为了保护环境，人们采取措施，减少废气和粉尘的 污染以及噪声污染。污染以及噪声污染。知知3 3讲讲保护的环境的措施：保护的环境的措施：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

17、污染少和无污染的新能源。知知3 3讲讲知知3 3讲讲A、B、C中的措施均有利于缓解汽车尾气造成的环中的措施均有利于缓解汽车尾气造成的环境污染；境污染；D中措施目前来讲并不现实，故选中措施目前来讲并不现实，故选D。汽车发动机是典型的热机，随着生活水平的提高，汽汽车发动机是典型的热机，随着生活水平的提高，汽车已逐渐进入百姓家庭，为人们的出行带来了方便，车已逐渐进入百姓家庭，为人们的出行带来了方便，但汽车尾气的排放对环境造成了严重的破坏，下列控但汽车尾气的排放对环境造成了严重的破坏，下列控制汽车尾气的污染的措施中，不可行的是制汽车尾气的污染的措施中，不可行的是()A制定严格排放标准制定严格排放标准

18、B推广无铅汽油推广无铅汽油C发展电动汽车发展电动汽车 D淘汰汽车淘汰汽车【例例5】（来自（来自点拨点拨）D【导引导引】知知3 3练练热机的广泛使用极大地促进了社会的发展，但同时热机的广泛使用极大地促进了社会的发展，但同时也带来了环境污染问题。热机对环境的污染主要表也带来了环境污染问题。热机对环境的污染主要表现在现在()A大气污染和水污染大气污染和水污染 B大气污染和固体废弃物染大气污染和固体废弃物染C大气污染和噪声污染大气污染和噪声污染 D噪声污染和水污染噪声污染和水污染1（来自（来自典中点典中点）燃烧燃烧热值热值机械能机械能Qqm QqV 燃料燃料内能内能(化学能化学能)热机效率热机效率环境

19、污染环境污染有效利用有效利用热量热量 散失散失1.热值与热量的热值与热量的综合计算综合计算：在这一题型中，都要利用等量关系式：在这一题型中，都要利用等量关系式：Q吸吸Q放放或或Q吸吸 Q放放。2.解决能量转化类计算题的解决能量转化类计算题的一般规律一般规律：首先找到能量转化关系式，再利用相应公式展开来首先找到能量转化关系式，再利用相应公式展开来 列方程，最后代入已知量求解；或在这个等量关系列方程，最后代入已知量求解；或在这个等量关系 的基础上，利用相应的公式分步解答。的基础上，利用相应的公式分步解答。（来自（来自典中点典中点）（来自教材）（来自教材）完全燃烧相同质量的甲、乙两种燃料时，若甲放完

20、全燃烧相同质量的甲、乙两种燃料时，若甲放出的热量多，则甲的热值比乙的热值出的热量多，则甲的热值比乙的热值 _.在煤炭市场中，少数不法商贩将矸石粉碎后掺在在煤炭市场中，少数不法商贩将矸石粉碎后掺在优质煤中销售，客户为了不上当，最恰当的方法优质煤中销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的是检测下列物理量中的()A.热值热值 B.比热容比热容C.温度温度 D.质量质量12（来自教材）（来自教材）现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有()A.较大的比热容较大的比热容 B.较低的沸点较低的沸点C.较大的热值较大的热值 D.较高的凝固点较高的凝固点干木柴的热

21、值是干木柴的热值是1.2107J/kg,它的物理意义是它的物理意义是_。完全燃烧。完全燃烧4kg的干木柴，能放出的干木柴，能放出_热量。热量。34热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能量，并且会对环境造成一定程度的污染。请指出热量，并且会对环境造成一定程度的污染。请指出热机工作过程中存在的各种形式的能量损失，同时指机工作过程中存在的各种形式的能量损失，同时指出可能造成哪些环境污染。出可能造成哪些环境污染。5（来自教材）（来自教材）6(中考中考镇江镇江)某同学用如图所示装置测量酒精热值，某同学用如图所示装置测量酒精热值，他在烧杯中加入他在烧杯中加

22、入300 g水，调好装置后，加热使水水，调好装置后，加热使水温升高温升高50，水需要吸收的热量为，水需要吸收的热量为_J，他，他测得此过程中消耗了测得此过程中消耗了6 g酒精，利用酒精燃烧放出酒精，利用酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，算得酒精热值的热量与水吸收的热量相等，算得酒精热值q_J/kg，他查表得到，他查表得到q酒精酒精3.0107 J/kg，发现两者偏差较大，你，发现两者偏差较大，你认为其中的原因可能是认为其中的原因可能是_(写出一条原因即可写出一条原因即可)。（来自（来自典中点典中点）(中考中考黑河黑河)在在1标准大气压下，把体积为标准大气压下，把体积为2 L、温度、温度为为

23、20 的水烧至沸腾，水至少需要吸收的水烧至沸腾，水至少需要吸收_J的热量。若不计热量损失，需要完全燃烧的热量。若不计热量损失，需要完全燃烧_kg干木柴。干木柴。已知已知c水水4.2103 J/(kg)，q干木柴干木柴1.2107 J/kg7（来自（来自典中点典中点）(中考中考内江内江)如图所示，是最新一款无人驾驶汽车。如图所示，是最新一款无人驾驶汽车。汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以了解周围的交通状况。该款车以72 km/h的速度在的速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段平直的公路上匀速行驶了8 km时，消耗汽油时，消耗汽油1.5 L。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为30%，已知汽油的密度为已知汽油的密度为0.8103 kg/m3，汽油的热值为，汽油的热值为4.5107 J/kg。那么，在这段运动。那么，在这段运动过程中：过程中：(1)汽车发动机做的有用功是多少？汽车发动机做的有用功是多少？(2)汽车的输出功率为多少？汽车的输出功率为多少？8（来自（来自典中点典中点）