142《熱機(jī)的效率》課件

1、復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)內(nèi)燃機(jī)的定義與分類。內(nèi)燃機(jī)的定義與分類。內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程以及各個(gè)沖程的能量是內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程以及各個(gè)沖程的能量是如何轉(zhuǎn)化的。如何轉(zhuǎn)化的。在四個(gè)沖程中你認(rèn)為有哪些熱量損失？在四個(gè)沖程中你認(rèn)為有哪些熱量損失？請(qǐng)計(jì)算：干木柴煙煤汽油第十四章內(nèi)能的利用第十四章內(nèi)能的利用第二節(jié)第二節(jié)熱機(jī)的效率熱機(jī)的效率它們都離不開(kāi)燃料。它們都離不開(kāi)燃料。燃料燃燒的過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的過(guò)程。燃料燃燒的過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的過(guò)程。燃料可分燃料可分為三種為三種固體燃料固體燃料液體燃料液體燃料氣體燃料氣體燃料請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)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？ 常見(jiàn)的燃料有煤、石油（加工煉

2、制成汽油、煤油、常見(jiàn)的燃料有煤、石油（加工煉制成汽油、煤油、柴油和液化氣等）、天燃?xì)獾?，農(nóng)村還用草木等植物柴油和液化氣等）、天燃?xì)獾龋r(nóng)村還用草木等植物的秸桿作燃料。的秸桿作燃料。一、質(zhì)量相等的不同燃料在完全燃燒時(shí)所放一、質(zhì)量相等的不同燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱量是不同的。出的熱量是不同的。二、我們把某種燃料二、我們把某種燃料完全燃燒完全燃燒時(shí)所放出的熱時(shí)所放出的熱量與其質(zhì)量量與其質(zhì)量之比之比叫做叫做燃料的熱值燃料的熱值。Q：燃料完全燃燒釋放的：燃料完全燃燒釋放的熱量熱量：燃料的熱值：燃料的熱值：燃料的質(zhì)量：燃料的質(zhì)量V：氣體燃料的體積：氣體燃料的體積2 2、熱值的符號(hào)：、熱值的符號(hào)：q 固體

3、和液固體和液體燃料體燃料氣體燃料氣體燃料4 4、單位：、單位：焦每千克焦每千克 J/kg 焦每立方米焦每立方米（J/m3）3 3、Q=mqQ=mq氣體：氣體：Q=VqQ=Vq 5、熱值熱值是物質(zhì)的一種屬性，是物質(zhì)的一種屬性， 與與質(zhì)量、放出的熱量質(zhì)量、放出的熱量無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。 反映燃料燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的反映燃料燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的 本領(lǐng)本領(lǐng)的大小的物理量，的大小的物理量，6、無(wú)煙煤的熱值為、無(wú)煙煤的熱值為3.4107J/kg，意義：表示意義：表示1kg的煤在的煤在完全完全燃燒時(shí)所放出的熱量為燃燒時(shí)所放出的熱量為3.4107J。液化氣的熱值為液化氣的熱值為4.9107J/m3，表示表示1

4、m3的液化氣的液化氣在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為4.9107J。 完全燃燒完全燃燒140克焦炭（焦炭的熱值為克焦炭（焦炭的熱值為3.010 J/kg) )能放出多少熱量？能放出多少熱量？7當(dāng)堂檢測(cè)反饋當(dāng)堂檢測(cè)反饋1、四口這家分別單獨(dú)使用不同種類的燃料時(shí)的平、四口這家分別單獨(dú)使用不同種類的燃料時(shí)的平均月消耗分別為：木柴約均月消耗分別為：木柴約200千克，煙煤約千克，煙煤約80千千克，液化石油氣約克，液化石油氣約30千克，煤氣約千克，煤氣約60千克。這四千克。這四種燃料中的熱值最高的是（種燃料中的熱值最高的是（ ） A、液化石油氣、液化石油氣B、煤氣、煤氣 C、煙煤、煙煤D

5、、木柴、木柴A2 2、航天工業(yè)中的火箭是用液態(tài)氫作為燃料的，、航天工業(yè)中的火箭是用液態(tài)氫作為燃料的，這是因?yàn)橐簯B(tài)氫具有（這是因?yàn)橐簯B(tài)氫具有（ ） A、較小的質(zhì)量、較小的質(zhì)量 B、較小的密度、較小的密度 C、較大的比熱容、較大的比熱容D、較大的熱值、較大的熱值D討論交流討論交流：熱機(jī)工作時(shí)，能不能將燃料所蘊(yùn)熱機(jī)工作時(shí)，能不能將燃料所蘊(yùn)藏的化學(xué)能全部用來(lái)對(duì)外做有用功呢？藏的化學(xué)能全部用來(lái)對(duì)外做有用功呢？由于機(jī)械傳由于機(jī)械傳動(dòng)等，克服動(dòng)等，克服摩擦所消耗摩擦所消耗的能量的能量燃料很難全部燃料很難全部燃燒，燃料的燃燒，燃料的化學(xué)能不能全化學(xué)能不能全部釋放部釋放機(jī)機(jī)械散熱械散熱損失損失一部分能量一部分能

6、量熱機(jī)熱機(jī)真正轉(zhuǎn)真正轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)變?yōu)閷?duì)外做功外做功的部分的部分廢氣排出帶走廢氣排出帶走的能量的能量三、熱機(jī)的效率：三、熱機(jī)的效率：1、定義：用來(lái)做、定義：用來(lái)做有用功有用功的那部分能量與燃料的那部分能量與燃料完全燃燒完全燃燒放出來(lái)的能量放出來(lái)的能量之比之比稱為熱機(jī)效率。稱為熱機(jī)效率。Q有有Q放放100%2、 =提高熱機(jī)效率可提高燃料的利用率提高熱機(jī)效率可提高燃料的利用率 可見(jiàn)，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做有用功的能量只可見(jiàn)，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做有用功的能量只是燃料燃燒時(shí)所釋放能量的一部分。是燃料燃燒時(shí)所釋放能量的一部分。提高熱機(jī)的效率的途徑？提高熱機(jī)的效率的途徑？（1）使燃料充分燃燒）使燃料充分燃燒;（2）盡

7、量減少各種熱量損失；）盡量減少各種熱量損失；（3）在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上采用先進(jìn)的技術(shù)；）在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上采用先進(jìn)的技術(shù)；（4）注意保養(yǎng)，保證良好的潤(rùn)滑，減少因克服）注意保養(yǎng)，保證良好的潤(rùn)滑，減少因克服摩擦阻力而額外消耗的能量。摩擦阻力而額外消耗的能量。各種熱機(jī)的效率各種熱機(jī)的效率:4、熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)、熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)蒸汽機(jī)蒸汽機(jī):615汽油機(jī)：汽油機(jī)：2030柴油機(jī)：柴油機(jī)：3040飛機(jī)上的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)：飛機(jī)上的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)：5060想一想想一想熱機(jī)的效率能達(dá)到熱機(jī)的效率能達(dá)到100%嗎？為什么？嗎？為什么？不能達(dá)到不能達(dá)到100%，因?yàn)闊釞C(jī)中可用于，因?yàn)闊釞C(jī)

8、中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃燒所放出的做有用功的能量只是燃料完全燃燒所放出的能量的一部分，因?yàn)楦鞣N熱量損失以燃料條能量的一部分，因?yàn)楦鞣N熱量損失以燃料條件的限制，這部分能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于總能量，所件的限制，這部分能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于總能量，所以其與燃料完全燃燒所放出的總能量的比值以其與燃料完全燃燒所放出的總能量的比值必然必然小于小于1，即，即熱機(jī)效率小于熱機(jī)效率小于100%。環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù) 熱機(jī)為人類的發(fā)展做出丑了重大貢獻(xiàn)，但熱機(jī)為人類的發(fā)展做出丑了重大貢獻(xiàn)，但也帶來(lái)了許多環(huán)境污染問(wèn)題：也帶來(lái)了許多環(huán)境污染問(wèn)題：1.1.對(duì)人體健康的直接危害對(duì)人體健康的直接危害, ,硫酸霧和硫酸鹽霧硫酸霧和硫酸鹽霧

9、的毒性比二氧化硫大得多的毒性比二氧化硫大得多, ,可以侵入肺的深部可以侵入肺的深部組織組織, ,引起肺水腫等疾病而使人致死引起肺水腫等疾病而使人致死. .2.2.引起河流、湖泊的水體酸化引起河流、湖泊的水體酸化, ,嚴(yán)重影響水生嚴(yán)重影響水生動(dòng)植物的生長(zhǎng)動(dòng)植物的生長(zhǎng). .3.3.破壞土壤、植被、森林破壞土壤、植被、森林. .4.4.腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料. .5.5.滲入地下滲入地下, ,使水中鋁、銅、鋅、鎘的含量比使水中鋁、銅、鋅、鎘的含量比中性地下水中高很多倍中性地下水中高很多倍. .酸雨的危害酸雨的危害結(jié)束討論交流討論交流 如何保護(hù)我們

10、的環(huán)境？如何保護(hù)我們的環(huán)境？1.改進(jìn)燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置改進(jìn)燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置;2.集中供熱；集中供熱；3.改用氣體燃料，普及煤氣和天然氣；改用氣體燃料，普及煤氣和天然氣；4.充分開(kāi)發(fā)利用污染少和無(wú)污染的新能源。充分開(kāi)發(fā)利用污染少和無(wú)污染的新能源。1、柴油機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的熱機(jī)，已知某型、柴油機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的熱機(jī)，已知某型號(hào)柴油機(jī)的效率是號(hào)柴油機(jī)的效率是30%，在柴油機(jī)內(nèi)完全燃燒，在柴油機(jī)內(nèi)完全燃燒2千千克柴油能放熱克柴油能放熱 J，這些熱通過(guò)柴油機(jī)，這些熱通過(guò)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)化能對(duì)外做有用功的轉(zhuǎn)化能對(duì)外做有用功 J。（柴油的熱值為（柴油的熱值為3.3107J/kg）2、完全

11、燃燒完全燃燒140克焦炭（焦炭的熱值為克焦炭（焦炭的熱值為3.0107J/kg)能放出多少熱量？若這些熱量的能放出多少熱量？若這些熱量的30%被水吸收，則能使被水吸收，則能使30kg 、20的水溫度升的水溫度升高到多少度？高到多少度？6.61071.981073、汽油的熱值是、汽油的熱值是4.610 J/kg，完全燃燒，完全燃燒210g汽油能放出多少熱量？若這些熱量全部被汽油能放出多少熱量？若這些熱量全部被水吸收，可使多少水從水吸收，可使多少水從20C升高到升高到43C。水的。水的比熱容為比熱容為4.210 J/（kgC）73 若只有若只有60%的能量能被這些水吸收，則水的的能量能被這些水吸收

12、，則水的溫度能從溫度能從20C上升到多少上升到多少C？4、一臺(tái)效率為、一臺(tái)效率為40%的柴油機(jī)，當(dāng)輸出的柴油機(jī)，當(dāng)輸出66000J的有用功時(shí)，消耗的柴油質(zhì)量為多少的有用功時(shí)，消耗的柴油質(zhì)量為多少kg？消耗的柴油量：消耗的柴油量：m= =總總Qq 解：解：Q = = J=165000JQ Q66000 40%有有總總165000J4.310 J/kg73.810 kg-3答：消耗的柴油質(zhì)量為答：消耗的柴油質(zhì)量為 3.810 kg-3體會(huì)與收獲體會(huì)與收獲 洛杉機(jī)光化學(xué)煙霧事件洛杉機(jī)光化學(xué)煙霧事件首先，什么是光化學(xué)煙霧呢首先，什么是光化學(xué)煙霧呢?氮氧化物、烴類等一次污染氮氧化物、烴類等一次污染物在陽(yáng)

13、光紫外線的作用下發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧物在陽(yáng)光紫外線的作用下發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧(占占產(chǎn)物產(chǎn)物85%以上以上)、過(guò)氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛類、酮類、過(guò)氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛類、酮類和有機(jī)酸等二次污染物，這些一次污染物和二次污染物形成的和有機(jī)酸等二次污染物，這些一次污染物和二次污染物形成的混合物稱為光化學(xué)煙霧，它呈淺蘭色、有刺激性和很強(qiáng)的氧化混合物稱為光化學(xué)煙霧，它呈淺蘭色、有刺激性和很強(qiáng)的氧化性，可造成人類及動(dòng)植物疾病、建筑物毀壞等危害。性，可造成人類及動(dòng)植物疾病、建筑物毀壞等危害。洛杉機(jī)光化學(xué)煙霧事件是指洛杉機(jī)光化學(xué)煙霧事件是指40年代初期至年代初期至50年代

14、，發(fā)生于年代，發(fā)生于美國(guó)洛杉機(jī)市的一系列光化學(xué)煙霧事件的總稱。該市臨海依山，美國(guó)洛杉機(jī)市的一系列光化學(xué)煙霧事件的總稱。該市臨海依山，處于處于50公里長(zhǎng)的盆地中，一年有公里長(zhǎng)的盆地中，一年有300天出現(xiàn)逆溫天出現(xiàn)逆溫(即大氣層某一即大氣層某一高度上的溫度不隨高度遞減，出現(xiàn)反常增加或不變。這會(huì)阻礙高度上的溫度不隨高度遞減，出現(xiàn)反常增加或不變。這會(huì)阻礙大氣向上的對(duì)流擴(kuò)散和污染物的擴(kuò)散大氣向上的對(duì)流擴(kuò)散和污染物的擴(kuò)散)，510月陽(yáng)光強(qiáng)烈。由月陽(yáng)光強(qiáng)烈。由于大量汽車排放含氮氧化物、碳?xì)浠衔?、一氧化碳等廢氣，于大量汽車排放含氮氧化物、碳?xì)浠衔?、一氧化碳等廢氣，加之洛杉機(jī)市特殊的地理及氣候條件，自加之洛杉機(jī)市特殊的地理及氣候條件，自1943年開(kāi)始，形成了年開(kāi)始，形成了多次光化學(xué)煙霧事件。當(dāng)?shù)鼐用窦娂姺磻?yīng)有眼睛或喉嚨刺激，多次光化學(xué)煙霧事件。當(dāng)?shù)鼐用窦娂姺磻?yīng)有眼睛或喉嚨刺激，其中以其中以1952年的一次最為嚴(yán)重，大批居民發(fā)生眼睛紅腫、喉痛、年的一次最為嚴(yán)重，大批居民發(fā)生眼睛紅腫、喉痛、咳嗽、皮膚潮紅等癥狀，嚴(yán)重者心肺功能衰竭，導(dǎo)致近咳嗽、皮膚潮紅等癥狀，嚴(yán)重者心肺功能衰竭，導(dǎo)致近400位位65歲以上老人死亡。此外，植物大面積死亡，車禍增多。歲以上老人死亡。