1、六六 燃料的利用和环境保护燃料的利用和环境保护1 1.知道燃料的热值及其计算知道燃料的热值及其计算 2 2.了解什么是热机效率和提高热机效率的主要途径了解什么是热机效率和提高热机效率的主要途径 3 3.知道锅炉与环境保护的关系知道锅炉与环境保护的关系 右图表示一个右图表示一个四口之家使用某四口之家使用某种燃料时的月消种燃料时的月消耗量。使用不同耗量。使用不同燃料，消耗量是燃料，消耗量是不同的。为什么？不同的。为什么？燃料及其热值燃料及其热值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、煤油、柴油常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油
2、和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。作燃料。固体燃料固体燃料液体燃料液体燃料气体燃料气体燃料燃料分类燃料分类 质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量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。是不同的。在物理学中，把在物理学中，把1kg1kg某种燃料完全燃烧时所放出的某种燃料完全燃烧时所放出的热量叫做燃料的热值。热量叫做燃料的热值。燃料的热值燃料的热值 热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小的物理量，同种燃料的热值与燃料的质量无关。大小的物理量，同种燃料的热值与
3、燃料的质量无关。热值的符号：热值的符号：q q 单位：单位：J/kg J/kg （J/mJ/m3 3）固体和固体和液体燃液体燃料料气体燃料气体燃料质量为质量为m 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：Q=mq Q=mqQ 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 氢氢1.4 108 汽油汽油4.6 107 酒精酒精3.0107 柴油柴油4.3 107煤油煤油4.6 107烟煤（约）烟煤（约）2.9 107 无烟煤（约）无烟煤（约）3.4 107 焦炭焦炭3.0 107 木炭木炭3.4 107 干木柴（约）干木柴（约）
4、1.3 107煤气（约）煤气（约）3.9 107 （Jm-3）天然气天然气7.18.8107 （Jm-3）（Jm-3）几种燃料的热值（几种燃料的热值（J/kgJ/kg）干木柴干木柴烟煤烟煤汽油汽油请计算：请计算：2.58kg2.58kg1.16kg1.16kg0.73kg0.73kg化学能化学能（100）内能内能机械能机械能燃烧不完全燃烧不完全损失的能量损失的能量废气带走废气带走的能量的能量克服摩克服摩擦损失擦损失的能量的能量电流通过电流通过导线时发导线时发热损失的热损失的能量能量散热损失散热损失的能量的能量发电机发电机蒸气轮机蒸气轮机锅炉锅炉散热损失散热损失的能量的能量克服摩克服摩擦损失擦损
5、失的能量的能量电能电能（30 30 ）火电站能流图火电站能流图 由图可知，真正被锅炉中水吸收用来做有用功的由图可知，真正被锅炉中水吸收用来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。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：=Q吸Q放100%热机效率热机效率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：环境保护环境保护1.1.对人体健康的直接危害：硫酸雾和硫酸盐雾的毒性对人体健康的直
6、接危害：硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织可以侵入肺的深部组织,引起肺水引起肺水肿等疾病而使人致死。肿等疾病而使人致死。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。生长。酸雨的危酸雨的危害害3.3.破坏土壤、植被、破坏土壤、植被、森林森林.4.4.腐蚀金属、油漆、腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑皮革、纺织品及建筑材料材料.5.5.渗入地下渗入地下,使水中铝、使水中铝、铜、锌、镉的含量比铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多中性地下水中高很多倍倍.如何保护我们的环境？如何保护我们的环境？1.1.
7、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;2.2.集中供热；集中供热；3.3.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；4.4.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。1.1.四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约耗分别为：木柴约200200千克，烟煤约千克，烟煤约8080千克，液化石油千克，液化石油气约气约3030千克，煤气约千克，煤气约6060千克。这四种燃料中的热值最千克。这四种燃料中的热值最高的是高的是(）A A、液化石油气、液化石油气B B、
8、煤气、煤气 C C、烟煤、烟煤D D、木柴、木柴A A2.2.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 A、较小的质量、较小的质量 B B、较小的密度、较小的密度C C、较大的比热容、较大的比热容D D、较大的热值、较大的热值D D3.3.柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是机的效率是30%30%，在柴油机内完全燃烧，在柴油机内完全燃烧2 2千克柴油能放热千克柴油能放热_J_J，这些热通过柴油机的转化能对外做有，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功用
9、功_J_J。（柴油的热值为。（柴油的热值为4.34.310107 7J/kg)J/kg)8.68.610107 72.582.5810107 74.4.完全燃烧完全燃烧140140克焦炭（焦炭的热值为克焦炭（焦炭的热值为3.03.010107 7J/kg)J/kg)能放出多少热量？若这些热量的能放出多少热量？若这些热量的30%30%被水吸收，则被水吸收，则能使能使30kg 30kg、2020的水温度升高到多少度？的水温度升高到多少度？解析：解析：Q=mq=0.14kgQ=mq=0.14kg3.03.010107 7J/kg=0.42J/kg=0.4210107 7J J Q Q吸吸=Q=Q=0
10、.420.4210107 7J J 30%=0.126 30%=0.12610107 7J Jt=t=Q Q吸吸cmcm=0.1260.12610107 7J J4.24.210103 3J/(kgJ/(kg)30kg30kg=10=10 t=t t0 0+t=20 t=20 +10+10 =30=30 1.1.热值：热值：概念：概念：1kg1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量某种燃料在完全燃烧时所放出的热量单位单位:J/kg:J/kg公式：公式：Q=mqQ=mq2.2.锅炉效率：锅炉效率：概念：概念：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃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烧释放的能量的比值提高锅炉效率的途径：减少各种能量损失提高锅炉效率的途径：减少各种能量损失我们在分给他人幸福的同时，也能正比例地增加自己的幸福。
