1、教学课件教学课件 物理物理 九年级上册九年级上册 RJRJ版版第十四章 内能的利用第二节 热机的效率一、燃料的热值一、燃料的热值 燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，转变为内能。相同质量的不燃料中的化学能被释放，转变为内能。相同质量的不同燃料燃烧放出的热量是不同的。同燃料燃烧放出的热量是不同的。热值热值：某种物质完全燃某种物质完全燃 烧所放出的热量与其质量烧所放出的热量与其质量之比。其符号是之比。其符号是q。热值单位：热值单位：J/kg, (J/m3)P23一些燃料的热值一些燃料的热值。木炭木炭: 3.4107J/kg物
2、理意义物理意义:1千克木炭完全燃烧时放出的热量是千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4107J煤气煤气: 3.9107J/m3物理意义物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3.9107J计算热量公式：计算热量公式：Q放放=mq (即质量乘以热值即质量乘以热值)燃料燃烧释放的能量用来开动热机，这些能量不会燃料燃烧释放的能量用来开动热机，这些能量不会全部用来做有用功。全部用来做有用功。汽油机的效率：2030%柴油机的效率：柴油机的效率：3045%你认为它们的效率比你想象的高？还是低？你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多少？猜猜你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多
3、少？猜猜看！看！废气带走废气带走机件发热机件发热散失散失机件摩擦损机件摩擦损失失燃料燃烧产燃料燃烧产生能量生能量在热机的各种能在热机的各种能量的损失中量的损失中, ,废气废气带走的能量最多带走的能量最多. .设法利用热机废气的能量，是设法利用热机废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。提高燃料利用率的重要措施。做有用功做有用功燃烧不完燃烧不完全全热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。燃烧放出的能量之比。蒸气机效率最低：蒸气机效率最低：6%15%；汽油机效率：汽油机效率：20%30%；柴油机效率：柴油机效率：30%45%。例题
4、：把例题：把5kg40的水烧开，需要完全燃烧多少的水烧开，需要完全燃烧多少kg的的干木柴？（已知干木柴的热值为干木柴？（已知干木柴的热值为1.2107J/kg，外界，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）水吸收）解解：Q吸吸=cm（t-t0） =4200J/(kg0C)5kg600C =1.26 106J；Q放放Q吸吸m1=Q放放/q= 1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg它们都离不开燃料。它们都离不开燃料。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。讨论交流：热机工作时，能不
5、能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放机械传热损失一部分能量热机真正转变为对外做功的部分废气排出带走的能量热机中燃料释放能量的主要走向示意图由图可知，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燃料燃烧时所释放能量的一部分。能量只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值称为热机效率，即：能量的比值称为热机效率，即：W有Q放100%=议一议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
6、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，减少因克服摩擦阻注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。力而额外消耗的能量。想一想热机的效率能达到热机的效率能达到100%吗？为什吗？为什么？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
7、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%。环境保护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性比硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多二氧化硫大得多, ,可以侵入肺的深部组织可以侵入肺的深部组织, ,引起肺水肿引起肺水肿等疾病而使人致死等疾病而使人致死. .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的严重影响水生动植物的生长生
8、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、镉的含量比中性地下使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍水中高很多倍. .酸雨的危害酸雨的危害讨论交流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污染少和无污染的新能源。知识拓展
9、知识拓展：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，生成臭氧应，生成臭氧(占产物占产物85%以上以上)、过氧乙酰硝酸酯、高、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，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，可造成人类及它呈浅兰色、有刺激性和很强的氧
10、化性，可造成人类及动植物疾病、建筑物毁坏等危害。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，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。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，处于该市临海依山，处于50公里长的盆地中，一年有公里长的盆地中，一年有300天天出现逆温出现逆温(即大气层某一高度上的温度不随高度递减，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污染物的扩散)，510月阳光强烈。由于大量
11、汽车排放月阳光强烈。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，自机市特殊的地理及气候条件，自1943年开始，形成了多年开始，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，其中以激，其中以1952年的一次最为严重，大批居民发生眼睛年的一次最为严重，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，导致近衰竭，导致近400位位65岁以上老人死亡。此外，植物大岁以上老人死亡。此
12、外，植物大面积死亡，车祸增多。面积死亡，车祸增多。当堂达标当堂达标1.四口这家分别单独使用不同种类的燃料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：木柴约时的平均月消耗分别为：木柴约200千克，千克，烟煤约烟煤约80千克，液化石油气约千克，液化石油气约30千克，煤千克，煤气约气约60千克。这四种燃料中的热值最高的千克。这四种燃料中的热值最高的是是( ) 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，这是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（）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
