1、第十三章 内能与热机第四节 热机效率和环境保护学习目标【学习目标】1 1知道热值的含义及单位、物理意义。2 2会应用热值的概念进行简单的燃烧放热的计算。3 3知道热机效率的含义，了解热机能量的损失以及提高效率的主要途径。4 4列举热机对环境污染的方方面面。【学习重点】热值的理解及相关计算。【学习难点】热机效率的计算。情景导入柴薪煤炭石油天然气知识模块一知识模块一 燃料的热值燃料的热值不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。自学互研自学互研讨论：例举一下生活中我们可以
2、使用哪些可燃烧的材料烧开一壶水？草木、煤炭等石油、酒精、汽油等煤气、天然气 等固体燃料液体燃料气体燃料 如果用Q表示燃料完全燃烧放出的热量，用q表示燃料的热值，m表示物体的质量，则三者之间关系如何表示？如果用V表示气体的体积又如何？自学互研答：QmqQVq某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。国际单位：焦每千克；符号：J/kg。气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。（1）定义（2）物理意义 （3）单位自学互研观察热值表，你有什么收获？煤油煤油 4.6X107木炭木炭 3.4X107汽油汽油 4.6X107无烟煤无烟
3、煤 3.4X107氢气氢气 14.3X107石油石油 4.4X107焦碳焦碳 3.0X107天然气天然气 4.4X107柴油柴油 3.3X107烟煤烟煤 2.9X107煤气煤气 4.2X107酒精酒精 3.0X107干木柴干木柴 1.2X107气体气体液体液体固体固体常用燃料的热值（单位：J/kg）了解燃料的热值表烟煤的热值是多少，其物理意义是什么？热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关自学互研为什么发射火箭上天要用氢做燃料？有关燃料燃烧放热的计算想一想想一想自学互研热值计算公式自学互研根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？再算
4、算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？氢的热值是1.4108 J/kg干木柴的热值1.2107 J/kg放出热量Q=热值质量 =1.4108 J/kg 10103 kg =1.41012 J需要干木柴kg 101.2J/kg 101.2J 101.45712热热值值热热量量m约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。典例精析知识模块二知识模块二 热机效率热机效率 用来做有有功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机效率燃料完全燃烧放出的能量燃料完全燃烧放出的能量机械损失机械损失有用机械能有用机械能散热损失散热损失废气内能废气内能各种热机的效率
5、:汽油机：2030柴油机：3040喷气式发动机：5060蒸汽机:615自学互研提高效率的途径：提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；改进热机，减少各种能量损失；利用废气的能量。蒸汽机的效率只有6%15%汽油机的效率为 20%30%柴油机的效率为30%45%自学互研自学互研 上一节课我们学习了热机，我们知道热机也是利用燃料燃烧时产生的内能来做功的，那么热机燃烧汽油或柴油时释放的能量是否被充分利用来做功了呢？不能，有损耗。自学互研 如图所示是内燃机的能量流向图，则热机工作过程中，存在哪些方面能量的损失？图中除了“输出有用功”其他能量的流向均为损失的能量。知识模块三知识模块三 环境保护环境保护热机为人类的
6、发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题：自学互研自学互研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.酸雨的危害自学互研自学互研自学互研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。自学互研课堂练习 以热机为动力的各种交通工具把整个
7、世界连在一起，热机从根本上改变了世界，极大提高了生产力，使人类文明得到前所未有的进步，但在利用热机时，也会给环境造成一定的影响，结合所学的知识，谈谈热机利用时对环境有哪些危害？如何保护环境？答：热机对环境的危害：废气污染(CO、SO2、氮的氧化物)；噪声污染。保护环境，减小污染的措施：A.改进燃烧设备，采取集中供热，加装消烟除尘装置。B.提高内能的综合利用率。把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品，把内能的一次利用变为多次利用(如用余热供暖等)。C.充分开发、利用污染小或无污染的能源(如太阳能等)。1、关于燃料的热值正确的是（）A燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B燃料的热值与燃料的种类有关C燃料的
8、热值与燃料的多少有关 D燃料的热值与上面三个因素都有关解析：选B.热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系.B检测反馈2、下面说法不正确的是（）A燃料燃烧时，将化学能转化为内能B人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的Cl kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值D提高燃料的利用率是节约能源的重要措施解析：选C.l kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，必须加上“完全”两个字，故C错.C3一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25，废气带走的能量占30，摩擦等机械损耗占10，则内燃机的热机效率为_。35%4、下列提
9、高热机效率的方法中，不可行的是（）A减少各种热损失 B加润滑油减少机器各部件之间的摩擦C充分利用废气的能量，如建热电站 D采取少消耗总能量的办法解析：选D.提高热机效率的方法是减少各种能量损失，充分利用燃料放出的能量，减小摩擦尽量少做额外功等.D5、已知干木柴的热值是1.2107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 升高到70？已知水的比热容为4.2103 J/(kg)。Q=1.2107 J/kg0.7 kg=8.4106 Jm=Qc(t-t0)8.4106 J 4.2103 J/(kg)(70-20)=40 kg课堂小结一、热机的能量损失燃料未完全燃烧废气带走能量克服磨擦消耗能量二、热机效率：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值三、环境保护1、环境污染2、防治措施
