第四節(jié)熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù).ppt

1、第四節(jié) 熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù),燃料的熱值,柴、煤炭、煤油、煤氣、天然氣；,一、燃料的分類,固體燃料、液體燃料和氣體燃料。,例如：,二、燃料燃燒的化學(xué)反應(yīng),能量轉(zhuǎn)化： 作用： 猜測：,化學(xué)能-內(nèi)能,給人類提供絕大部分能量，來加熱或做功；,相同質(zhì)量的不同燃料，完全燃燒時(shí)放出的熱量相同嗎 ？,三、熱值 燃料的燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)，燃燒過程中，儲(chǔ)存在燃料中的化學(xué)能被釋放，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。相同質(zhì)量的不同燃料完全燃燒放出的熱量是不同的。,1、定義：,2、單位及符號(hào)：,某種燃料完全燃燒放出的熱量與所用該燃料的質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值。其符號(hào)是q。,J/kg, (J/m3),3、燃料的熱值表、意義,木炭: 3.4

2、107J/kg,1千克木炭完全燃燒時(shí)放出的熱量是3.4107J.,煤氣:,3.9107J/m3,物理意義:,1立方米煤氣完全燃燒時(shí)放出的熱量是3.9107J.,物理意義:,練習(xí)：,1kg汽油的熱值小，2kg汽油的熱值大？ 1m天然氣完全燃燒的熱值大，未完全燃燒的熱值??？ 1kg干木柴完全燃燒放出的熱量？2kg？,四、計(jì)算熱量公式,1、公式：,Q放=mq,2、例題：,小明某次用火爐燒水時(shí)，共消耗了1.5kg的煙煤，試計(jì)算這些煙煤完全燃燒放出多少焦的熱量（煙煤的熱值q=2.7107J/kg)?,解：Q=mq =1.5kg2.7107J/kg =4.05107J,答：這些煤完全燃燒放出的熱量為4.0

3、5107J。,5kg40的水燒開，需要完全燃燒的多少kg的干木柴？（燃料完全燃燒放熱全部被水吸收）,五、燃料的利用率,思考： 上例中小明燒水用了1.5kg的煙煤，這些煤 完全燃燒放出的熱量為4.05107J，實(shí)際放 出的熱量是4.05107J嗎？為什么？水實(shí)際 吸收的熱量呢？,水實(shí)際吸收的熱量，稱為有效利用的熱量。,1、爐子的效率,1）定義：,2）公式：,有效利用的熱量（水吸收的熱量）與 燃料完 全燃燒放出的熱量之比。,2、提高燃料利用率，節(jié)約能源的措施,1）使煤充分燃燒，將煤磨成煤粒，加大送風(fēng)量。,2）加大受熱面積，減少煙氣帶走的熱量。,3、熱機(jī)的效率,1）定義：,用來做有用功的那部分能量與

4、燃料完全燃燒放出的能量之比。,2）公式：,=,Q放,W有,3）在內(nèi)燃機(jī)中，燃料所釋放的能量都到哪里去了？,做有用功的能量,廢氣帶走的能量,汽缸散熱及摩擦損失的能量,損耗1：_,損耗2： ,損耗3： _,燃料燃燒產(chǎn)生能量,在熱機(jī)的各種能量的損失中, _帶走的能量最多。,設(shè)法利用熱機(jī)_的能量，是提高燃料利用率的重要措施。,做有用功,廢氣排出帶走,機(jī)件傳熱損失,克服摩擦消耗,廢氣,廢氣,損耗4： _,部分燃料未完全燃燒,熱機(jī)中的能量損耗,廢氣排出帶走能量； 機(jī)械傳熱損失能量； 克服摩擦消耗能量； 部分燃料未完全燃燒； 都是引起能量損失的原因。因此，提高熱機(jī)效率，可提高燃料的利用率。,蒸氣機(jī)效率最低：

5、6%15%； 汽油機(jī)效率：20%30%； 柴油機(jī)效率：30%45%。,4）、提高熱機(jī)效率的途徑和節(jié)能方法：（l）盡可能減少各種熱損失，如保證良好的潤滑，減少因克服摩擦所消耗的能量； （2）充分利用廢氣的能量，提高燃料的利用率，如利用熱電站廢氣來供熱。這種既供電又供熱的熱電站，比起一般火電站來，燃料的利用率大大提高。,課外拓展,柴油機(jī)的節(jié)能效果可以從以下幾方面思考: 1、看柴油是否充分燃燒，燃燒越充分，排出尾氣的柴油味將越淡，顏色越淡。 2、內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率，在同樣負(fù)荷情況下，尾氣溫度越低，說明轉(zhuǎn)化為機(jī)械能越多，機(jī)械效率越高。,例題：把5kg40的水燒開，需要完全燃燒多少kg的干木柴？（已

6、知干木柴的熱值為1.2107J/kg，外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收） 解：,Q吸=cm（t-t0） =4200J/(kg0C)5kg600C =1.26 106J； Q放Q吸 m1=Q放/q = 1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg,小結(jié)：,1、燃料的熱值,2、熱機(jī)的效率總小于100%,3、熱機(jī)中的能量損耗,4、提高熱機(jī)效率的途徑,熱機(jī)的使用改變了這個(gè)世界，_了社會(huì)的發(fā)展。,推動(dòng),六、熱機(jī)帶來的環(huán)境污染和環(huán)保措施,空氣污染和噪聲污染。 環(huán)境保護(hù)的措施： 1、改進(jìn)燃燒設(shè)備，消除煙塵； 2、研究和研發(fā)低能耗，少污染的高性能熱機(jī)； 3、充分開發(fā)利用綠色能源

7、。如太陽能、氫氣等； 4、在內(nèi)燃機(jī)的排氣管上安裝消聲器，以減少噪聲污染。,閱讀材料,1. 汽車尾氣污染 滾滾車流給我們的環(huán)境帶來的污染已經(jīng)到了觸目驚心的地步。有資料顯示，我國的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)比大多數(shù)發(fā)達(dá)國家落后近10年，并且執(zhí)行情況參差不齊。與美國標(biāo)準(zhǔn)相比，我國汽車一氧化碳(CO)排放量上限高出56%，氮氧化合物高出32%，碳?xì)浠衔飫t高出3倍以上。即使是達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的車輛，其排放的一氧化碳數(shù)量也是歐洲車輛的2倍左右，碳?xì)浠衔锖偷趸锱欧艛?shù)量是歐洲車輛的3倍以上。雖然上海和北京標(biāo)準(zhǔn)較高，但是與歐洲和美國相比仍然寬松很多。專家指出：我國各大城市污染正在從煤煙型污染向汽車尾氣型污染轉(zhuǎn)化。,有

8、調(diào)查表明，我國許多城市的機(jī)動(dòng)車尾氣已成為大氣污染的首要來源。廣州市空氣主要污染源為：機(jī)動(dòng)車尾氣占22%，工業(yè)排放占20.4%，建筑工地?fù)P塵占19.2%；一向享有“人間天堂”美譽(yù)的杭州市這幾年也越來越嚴(yán)重地遭受機(jī)動(dòng)車尾氣污染之苦，即便是晴好天氣，城市上空也常是灰蒙蒙一片，污染指數(shù)與廣州市不相上下；作為第一批環(huán)保模范城市的深圳，如今機(jī)動(dòng)車尾氣污染竟然已占大氣污染的70%，每年排放各種有害物質(zhì)達(dá)20多萬噸，并且還在以每年超過20%的速度增加；北京的汽車污染形勢同樣嚴(yán)峻。隨著城市煤煙型污染控制取得成效，今后城市機(jī)動(dòng)車排放污染對(duì)空氣質(zhì)量的影響將越來越突出。,不可否認(rèn)，汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)有巨大的拉動(dòng)作用，而治

9、理污染付出的代價(jià)也不應(yīng)視而不見。以北京為例：北京現(xiàn)在每年在大氣治理上要花費(fèi)100億元人民幣，到2008年總共要花費(fèi)近1000億元人民幣，其中用于機(jī)動(dòng)車尾氣治理的至少有幾百億。如果把全國的情況算起來，那將是一個(gè)天文數(shù)字。 同時(shí)，覆蓋在我國城市上空的以汽車尾氣為主的煙霧更導(dǎo)致了龐大的醫(yī)療成本。世界銀行發(fā)布的報(bào)告顯示：中國肺病發(fā)病率在過去30年翻了一番。因空氣污染導(dǎo)致的醫(yī)療成本增加以及工人生病喪失的生產(chǎn)力使得中國GDP的5%被抵消掉。我國的污染如此嚴(yán)重，以至于美國國務(wù)院不允許家庭成員患哮喘的外交官在我國某些城市任職。,課堂練習(xí),1、要提高熱機(jī)效率必須 （ ） A.讓更多的燃料燃燒 B.提高熱機(jī)功率

10、C.減少各種熱損失 D.利用熱值大的燃料 2、關(guān)于熱機(jī)和環(huán)保的說法正確的是 （ ） A.所有的熱機(jī)都是用汽油作燃料 B.熱機(jī)的大量使用會(huì)造成大氣污染 C.熱機(jī)產(chǎn)生的噪聲可被消聲器完全消除 3、說出幾種你所認(rèn)識(shí)的綠色新能源。,C,B,太陽能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?4、某汽油機(jī)效率為20，這表示它每做100J的有用功要完全燃燒產(chǎn)生_ J能量的汽油，要向外散失_ J的能量。 5、甲、乙兩輛汽車，甲汽油機(jī)效率比乙汽油機(jī)效率高，這表明（ ） A甲做功比乙多。 B甲做功比乙少。 C甲消耗的汽油比乙少。 D相同的牽引力行駛相同的路程，甲耗油少。 6、一臺(tái)效率為40的柴油機(jī)，當(dāng)輸出6600J的有用功時(shí)，消耗的柴油量為多少千克？ （q柴油=3.3107 J/kg）,500,400,D,7、一輛60KW的載重汽車，保持功率不變?cè)谄街钡鸟R路上行駛，受到的阻力是 4.5 N，發(fā)動(dòng)機(jī)每小時(shí)耗油20L，求： （1）發(fā)動(dòng)