1、 燃料的利用和环境保护燃料的利用和环境保护 第十章 机械能、内能及其转化 （一）（一）燃料的种类：燃料的种类： 固体燃料固体燃料 如：干柴如：干柴 煤等煤等 液体燃料液体燃料 如：汽油如：汽油 柴油柴油 酒精等酒精等 气体燃料气体燃料 如：氢气如：氢气 天然气等天然气等 燃料燃烧过程：燃料燃烧过程：化学变化化学变化 燃料的燃料的化学能化学能转化为转化为内能内能 一燃料的燃烧一燃料的燃烧 讨论讨论：将一壶水放在燃烧的木柴上加热，不久就升温 了。现在，我们已经知道这是因为水吸收了热量的缘故。 问：那么这些热量从何而来？ 是从木柴燃烧时放出的热量来的是从木柴燃烧时放出的热量来的 思考思考1：5kg的
2、木材的木材和10kg的木材的木材燃烧时放出的热 量是否相同？ 这说明什么？ 燃料燃烧时放出的热量跟燃料的质量有燃料燃烧时放出的热量跟燃料的质量有 关关 同种燃料的质量越大，同种燃料的质量越大， 燃烧时放出的热量越多燃烧时放出的热量越多 三口之家一个月需要的内能，即吸收三口之家一个月需要的内能，即吸收 热量是一定的，这些热量由燃料燃烧放出。热量是一定的，这些热量由燃料燃烧放出。 用木柴需要用木柴需要150千克，煤只需千克，煤只需75千克，而千克，而 液化气只要液化气只要30千克。从某种意义上讲，木千克。从某种意义上讲，木 柴不如煤，煤不如液化气。柴不如煤，煤不如液化气。 提问：提问：如何区别燃料
3、之间上差异？如何区别燃料之间上差异？ 二、热值二、热值 （一）（一） 定义：定义： 某种燃料某种燃料完全燃烧完全燃烧时化学能转化时化学能转化 为内能的量（放出的热量）与其为内能的量（放出的热量）与其 质量的比叫做这种燃料的质量的比叫做这种燃料的热热 值值（热值用（热值用q表示）表示） （二）单位（二）单位： J/Kg J/m3 读法读法：焦每千克：焦每千克 焦每立方米焦每立方米 如：干木柴的热值是如：干木柴的热值是q=1.3x107 J/Kg 物理意义物理意义：kg的干木柴的干木柴完全燃烧完全燃烧放出的放出的 热量是热量是1.3x107 J （注：热值是燃料的一种性质，与燃（注：热值是燃料的一
4、种性质，与燃 料的质量无关）料的质量无关） 思考思考2：用：用质量相同质量相同煤油、酒精、纸屑烧水，煤油、酒精、纸屑烧水， 水升高的温度不水升高的温度不 相同，这说明什么？相同，这说明什么？ 说明了不同的燃料燃烧放出的热量的本领不相同说明了不同的燃料燃烧放出的热量的本领不相同 燃料燃烧放出的热量的多少还与什么因素有关？燃料燃烧放出的热量的多少还与什么因素有关？ 燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？ （1）燃料的质量燃料的质量 （2）燃料的种类燃料的种类 大量实验表明大量实验表明： 1、同种燃料同种燃料完全燃烧完全燃烧时放出的热量跟它的质量成正比时放出的热量跟它的
5、质量成正比 。 2、相同质量的不同燃料，在相同质量的不同燃料，在完全燃烧完全燃烧时放出的热量时放出的热量 并不相等。并不相等。 想一想想一想:什么是什么是完全燃烧完全燃烧呢呢? 关于关于完全燃烧完全燃烧 就是燃料全部烧尽的意思，即就是燃料全部烧尽的意思，即 燃料的燃烧必须与充足的氧气发生完全氧化反应。燃料的燃烧必须与充足的氧气发生完全氧化反应。 请同学们通过查看课本中的热请同学们通过查看课本中的热 值表，回答以下问题：值表，回答以下问题： 哪种燃料的热值最大？哪种燃料的热值最大？ 哪种燃料的热值最小？哪种燃料的热值最小？ 3火箭为什么用液态氢做燃料？火箭为什么用液态氢做燃料？ 提问：提问：汽油
6、的热值多大？它的物理含义汽油的热值多大？它的物理含义 是什么？是什么？ 汽油的热值是汽油的热值是4.6107J/kg 它的物理意义是：它的物理意义是： 完全燃烧完全燃烧1kg的汽油的汽油放出放出 4.6107J的热量。的热量。 4. 燃料完全燃烧放出热量的计算：燃料完全燃烧放出热量的计算： 已知烟煤的热值是已知烟煤的热值是 2.9107J/kg，求，求7kg烟烟 煤完全燃烧放出的热量是煤完全燃烧放出的热量是 多少焦？多少焦？ （三）公式：（三）公式： m Q q 放 qmQ 放 练习一练习一 燃料的燃烧是一种燃料的燃烧是一种 变化，在燃烧过变化，在燃烧过 程中，燃料的程中，燃料的 能转化为能转
7、化为 能能 Kg某种燃料某种燃料 放出的放出的 ，叫做这，叫做这 种燃料的热值无烟煤的热值是种燃料的热值无烟煤的热值是3.4x107J/kg, 它的物理意义是它的物理意义是： 200g汽油完全燃烧放出的热量是多少焦？汽油完全燃烧放出的热量是多少焦？ 42kg的某种燃料完全燃烧放出的热量是的某种燃料完全燃烧放出的热量是 9.2x107J,这种燃料的热值为多少？这种燃料的热值为多少？ 思考：思考：燃料燃烧时释放的热量是否被完燃料燃烧时释放的热量是否被完 全利用？全利用？ 三、燃料的有效利用 锅炉的效率：锅炉的效率： 锅炉锅炉有效利用有效利用的热量与燃的热量与燃 料料完全燃烧完全燃烧放出的热量放出的
8、热量之之 比比，叫做锅炉的效率。，叫做锅炉的效率。 燃料不能有效利用的原因燃料不能有效利用的原因： （）燃料很难完全燃烧（）燃料很难完全燃烧 （）燃料利用过程有热量（）燃料利用过程有热量 损失损失 提高锅炉效率的方法提高锅炉效率的方法 （）让燃料尽量充分燃烧如把（）让燃料尽量充分燃烧如把 煤磨成粉，用鼓风机吹进炉膛。煤磨成粉，用鼓风机吹进炉膛。 （）尽量减少热量损失如加大（）尽量减少热量损失如加大 受热面积，减少烟气带走的热量。受热面积，减少烟气带走的热量。 环境保护环境保护 煤、石油等燃料往往含有杂质，在燃烧时煤、石油等燃料往往含有杂质，在燃烧时 会产生会产生二氧化硫、氮氧化物二氧化硫、氮氧
9、化物等有害气体，等有害气体， 燃烧不充分时，还会产生燃烧不充分时，还会产生烟尘烟尘和和一氧化碳一氧化碳等。等。 二氧化硫、氮氧化物二氧化硫、氮氧化物经化学变化溶于水形经化学变化溶于水形 成酸雨，使水、土壤酸化，对植物建筑物成酸雨，使水、土壤酸化，对植物建筑物 和金属构件造成严重危害和金属构件造成严重危害 练习二练习二 炉子炉子 的热量与的热量与 的的 热量之比，叫做炉子的效率热量之比，叫做炉子的效率 kg的汽油完全燃烧放出的热量相当的汽油完全燃烧放出的热量相当 于于 kg干木柴完全燃烧放出的热量干木柴完全燃烧放出的热量 一个家用节煤炉的效率为一个家用节煤炉的效率为40%，完，完 全燃烧一块煤球
10、放出全燃烧一块煤球放出4x107J热量，那么热量，那么 有效利用的热量是有效利用的热量是 关于燃料的热值，下列说法正确的是（关于燃料的热值，下列说法正确的是（ ） 热值越大，燃烧时温度就越高热值越大，燃烧时温度就越高 热值越大，燃烧时放出热量就越多热值越大，燃烧时放出热量就越多 燃料的质量越大，热值就越大燃料的质量越大，热值就越大 燃料的热值与燃料的质量无关燃料的热值与燃料的质量无关 用液态氢作火箭的燃料，主要是因为用液态氢作火箭的燃料，主要是因为 液态氢的液态氢的 密度小密度小 比热容小比热容小 热值大热值大 质量小质量小 （ ） 某中学为学生供应开水，用锅炉 将200kg的水从25 加热到100 ，燃烧了6kg的无烟煤，无烟 煤的热值q=3.4107J/kg。试求 （1）锅炉内200kg的水吸收的热 量是多少？ （2）6kg的无烟煤完全燃烧放出 的热量是多少？ （3）此锅炉的效率是多少？
