第4節(jié)熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)

1、柴薪柴薪煤炭煤炭石油石油天然氣天然氣從哪里獲得內(nèi)能？從哪里獲得內(nèi)能？不同燃料的放熱本領(lǐng)相同嗎？怎么比較它們誰不同燃料的放熱本領(lǐng)相同嗎？怎么比較它們誰的放熱本領(lǐng)強(qiáng)呢？的放熱本領(lǐng)強(qiáng)呢？經(jīng)驗告訴我們，等質(zhì)量的煤和干木柴，充分燃經(jīng)驗告訴我們，等質(zhì)量的煤和干木柴，充分燃燒，煤放出的熱量要比柴多得多。我們用熱值這個燒，煤放出的熱量要比柴多得多。我們用熱值這個概念來表示燃料放出熱量的本領(lǐng)。概念來表示燃料放出熱量的本領(lǐng)。一、燃料的熱值一、燃料的熱值想想議議想想議議某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫做這種燃料的叫做這種燃料的熱值熱值。國際單位：國際單位：焦每千克焦

2、每千克；符號：；符號：J/kg。氣體燃料的單位：氣體燃料的單位：焦每立方米；焦每立方米；符號：符號：J/m3。1熱值熱值熱值在數(shù)值上等于熱值在數(shù)值上等于1 kg某種燃料完全燃燒放出某種燃料完全燃燒放出的熱量。的熱量。（1）定義）定義（2）物理意義）物理意義 （3）單位）單位觀察熱值表，你有什么收獲？觀察熱值表，你有什么收獲？煤油煤油 4.6X107木炭木炭 3.4X107汽油汽油 4.6X107無煙煤無煙煤 3.4X107氫氣氫氣 14.3X107石油石油 4.4X107焦碳焦碳 3.0X107天然氣天然氣 4.4X107柴油柴油 3.3X107煙煤煙煤 2.9X107煤氣煤氣 4.2X107

3、酒精酒精 3.0X107干木柴干木柴 1.2X107氣體氣體液體液體固體固體常用燃料的熱值（單位：常用燃料的熱值（單位：J/kg）2了解燃料的熱值表了解燃料的熱值表煙煤的熱值是多少，其物理意義是什么？熱值是燃料的一種熱值是燃料的一種特性特性，其大小只與，其大小只與燃料的燃料的種類種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量（體積）、是否完有關(guān)，與燃料的質(zhì)量（體積）、是否完全燃燒無關(guān)全燃燒無關(guān)為什么發(fā)射火箭上天要用氫做燃料？為什么發(fā)射火箭上天要用氫做燃料？3有關(guān)燃料燃燒放熱的計算有關(guān)燃料燃燒放熱的計算想一想想一想熱值計算公式根據(jù)熱值表，計算一下根據(jù)熱值表，計算一下10噸噸氫氫完全燃燒放出完全燃燒放出多少焦耳的熱量？多

4、少焦耳的熱量？再算算，若用再算算，若用干木柴干木柴完全燃燒來獲得這些熱完全燃燒來獲得這些熱量，需要多少噸干木柴？量，需要多少噸干木柴？氫的熱值是氫的熱值是1.4108 J/kg干木柴的熱值干木柴的熱值1.2107 J/kg放出熱量放出熱量Q = 熱值熱值質(zhì)量質(zhì)量 =1.4108 J/kg 10103 kg =1.41012 J需要干木柴需要干木柴kg 101.2J/kg 101.2J 101.45712熱值熱值熱量熱量m約約120噸噸干木柴干木柴完全燃燒放出的熱量等于完全燃燒放出的熱量等于10噸噸氫完全燃燒放出的熱量。氫完全燃燒放出的熱量。在內(nèi)燃機(jī)中燃料是否能夠完全燃燒？燃料燃燒在內(nèi)燃機(jī)中燃料

5、是否能夠完全燃燒？燃料燃燒釋放的能量都到哪里去了？釋放的能量都到哪里去了？無用的無用的機(jī)械機(jī)械能能有用機(jī)械能有用機(jī)械能二、熱機(jī)的效率二、熱機(jī)的效率想一想想一想燃?xì)馊細(xì)鈨?nèi)能內(nèi)能損失的內(nèi)能損失的內(nèi)能熱機(jī)的效率熱機(jī)的效率1 1用來做有用功的那部分能量，與燃料完全用來做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)的效率熱機(jī)的效率。各種熱機(jī)的效率各種熱機(jī)的效率: :汽油機(jī)：汽油機(jī)：20203030柴油機(jī)：柴油機(jī)：30304040噴氣式發(fā)動機(jī)：噴氣式發(fā)動機(jī)：50506060蒸汽機(jī)蒸汽機(jī):6:61515 蒸汽機(jī)的效率只有蒸汽機(jī)的效率只有6%15% 汽油機(jī)的效率為汽油機(jī)的

6、效率為 20%30%柴油機(jī)的效率為柴油機(jī)的效率為30%45%（1）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)2提高熱機(jī)效率，節(jié)約能源，減少污染提高熱機(jī)效率，節(jié)約能源，減少污染（2）提高效率的途徑）提高效率的途徑 提高燃料利用率，使燃料充分燃燒；提高燃料利用率，使燃料充分燃燒； 改進(jìn)熱機(jī)，減少各種能量損失；改進(jìn)熱機(jī)，減少各種能量損失； 利用廢氣的能量。利用廢氣的能量。三、環(huán)境保護(hù)三、環(huán)境保護(hù) 熱機(jī)為人類的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，但也帶來了許多環(huán)境污染問題：1.1.對人體健康的直接危害對人體健康的直接危害, ,硫酸霧和硫酸鹽霧的毒硫酸霧和硫酸鹽霧的毒性比二氧化硫大得多性比二氧化硫大

7、得多, ,可以侵入肺的深部組織可以侵入肺的深部組織, ,引起引起肺水腫等疾病而使人致死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)重影響水生動植嚴(yán)重影響水生動植物的生長物的生長. .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、鎘的含量比中性使水中鋁、銅、鋅、鎘的含量比中性地下水中高很多倍地下水中高很多倍. .酸雨的危害酸雨的危害討論交流討論交流 如何保護(hù)我們的環(huán)境？如何保護(hù)我們的環(huán)境？1.1.改進(jìn)燃燒

8、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; ;2.2.集中供熱；集中供熱；3.3.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；4.4.充分開發(fā)利用污染少和無污染的新能源。充分開發(fā)利用污染少和無污染的新能源。練一練練一練1、關(guān)于燃料的熱值正確的是（ ）A燃料的熱值與燃料的燃燒程度有關(guān) B燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)C燃料的熱值與燃料的多少有關(guān) D燃料的熱值與上面三個因素都有關(guān)解析：選B.熱值是燃料的一種特性，它的大小只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的燃燒程度、質(zhì)量沒有關(guān)系.B2、下面說法不正確的是（ ）A燃料燃燒時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B人類使用的能量絕大部分是從燃料的燃燒

9、中獲得的Cl kg的某種燃料燃燒時放出的熱量叫做這種燃料的熱值D提高燃料的利用率是節(jié)約能源的重要措施解析：選C. l kg的某種燃料完全燃燒時放出的熱量叫做這種燃料的熱值，必須加上“完全”兩個字，故C錯.C C練一練練一練3一臺內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時各種能量損耗大致為：一臺內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時各種能量損耗大致為：汽缸散熱損失占汽缸散熱損失占25，廢氣帶走的能量占，廢氣帶走的能量占30，摩擦等機(jī)械損耗占摩擦等機(jī)械損耗占10，則內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)效率為，則內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)效率為_。 35%練一練練一練練一練練一練4 4、下列提高熱機(jī)效率的方法中，不可行的是（、下列提高熱機(jī)效率的方法中，不可行的是（ ）A A減少各種熱損失減少

10、各種熱損失 B B加潤滑油減少機(jī)器各部件之間的摩擦加潤滑油減少機(jī)器各部件之間的摩擦C C充分利用廢氣的能量，如建熱電站充分利用廢氣的能量，如建熱電站 D D采取少消耗總能量的辦法采取少消耗總能量的辦法解析：選解析：選D.D.提高熱機(jī)效率的方法是減少各種能量提高熱機(jī)效率的方法是減少各種能量損失，充分利用燃料放出的能量，減小摩擦盡量損失，充分利用燃料放出的能量，減小摩擦盡量少做額外功等少做額外功等. .D D5已知干木柴的熱值是已知干木柴的熱值是1.2107 J/kg，完全燃，完全燃燒燒0.7 kg干木柴能放出多少熱量？假設(shè)這些熱量全干木柴能放出多少熱量？假設(shè)這些熱量全部被水吸收，能使多少千克水的溫度