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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十三章 内能与热机,第四节 热机效率和环境保护,第1页,人类利用能量,主要是从燃料燃烧中取得内能,它们都离不开燃料,第2页,1,、常见燃料：,煤、石油、天然气、木材或植物秸秆等,燃料燃烧过程是化学能转变为内能过程,2,、燃料共同特点：,固体燃料,液体燃料,气体燃料,第3页,不一样燃料放热本事相同吗？怎么比较它们谁放热本事强呢？,想想议议,第4页,约,0.73Kg,约,2.8Kg,约,1.16Kg,说明,：,不一样燃料燃烧释放能量不一样,第5页,经验告诉我们，等质量煤和干木柴，充分燃烧，煤放出热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量本事。,不一样燃料燃烧释放出能量能力是不一样,不一样燃料放热本事相同吗？怎么比较它们谁放热本事强呢？,想想议议,第6页,单位：,J/Kg,一,.,燃料热值,为了研究,不一样燃料燃烧释放能量能力不一样,特征,热值用字母：,q,表示,某种燃料,完全燃烧,放出,热量,与所用燃料,质量之比,，叫做这种燃料热值。,或,J/m,3,（气体）,第7页,强调,（,1,）热值定义中：注意“必须,完全燃烧,”；,（,2,）,热值,是燃料主要特征，,反应燃料燃烧时化学能转化为内能本事大小,。,只与燃料,种类,相关，,与质量和是否完全燃烧无关,。,第8页,1 kg,干木柴完全燃烧释放出,1.210,7,J,热量；那么质量为,m,kg,干木柴完全燃烧释放出多少,J,热量，怎么计算？,Q,=,m q,公式：,或：,Q,=V,q,燃料,完全燃烧,释放热量,燃料质量,燃料热值,燃料体积,第9页,请同学们阅读教材,51,页“常见燃料热值”，并从表中查出“干木柴”、“烟煤”、“液化石油气”热值，说说它们表示意义？,Zxx,，,k,干木柴热值为,1.210,7,J/Kg,，表示,1,千克干木材完全燃烧放出热量为,1.210,7,J,烟煤热值为,2.910,7,J/Kg,，表示,1,千克烟煤完全燃烧放出热量为,2.910,7,J,液化石油气热值为,4.910,7,J/m,3,，表示,1m,3,液化气完全燃烧放出热量为,4.910,7,J,第10页,为何发射火箭上天要用氢做燃料？,想一想,第11页,例,1,：,计算,5 Kg,汽油完全燃烧释放热量。（,q,=,4.6,10,7,J/Kg,）,已知：,m=5Kg,q,=,4.6,10,7,J/Kg,求,:,Q,解,:,Q,=,m q,=5 Kg,4.6,10,7,J/Kg,=2.3,10,8,J,答,:,完全燃烧释放热量为,2.3,10,8,J,第12页,例,2,：,在,1,个标准大气压下，将,5kg 40,水烧开，需要完全燃烧多少,kg,干木柴？（已知干木柴燃烧值为,1.2,10,7,J/kg,，而且燃料完全燃烧放出热量全部被水吸收）,分析：,利用吸热公式,Q,吸,=,Cm(t-t,0,),能够算出将水烧开要吸收多少热量，（解题时应注意在,1,个标准大气压下，水沸点是,100,，即水烧开时温度为,100,），再利用,Q,吸,=,Q,放,和燃料燃烧值求干木柴质量。,1.2610,6,J,，,0.105 kg,第13页,Q,吸,=,Cm,(,t,2,-t,1,),=4.2,10,3,J/(kg,),5kg,(100,-40,),=1.26,10,6,J,因为,Q,吸,=,Q,放,=1.26,10,6,J,所以干木柴质量,解：,第14页,二、热机效率,交流与讨论：,热机工作时，能不能把燃料所蕴藏化学能全部用来对外做有用功？,热机工作时，并不能将燃料所蕴藏化学能全部用来对外做有用功，有,很大一部分,能量在工作过程中损耗掉了。,第15页,1,、部分燃料未完全燃烧,2,、克服摩擦消耗能量,转变为对外做有用功能量,4,、机械传热损失能量,3,、废气排出带走能量,第16页,热机效率：,热机工作时，对外做,有用功,与燃料,完全燃烧所释放能量,比值,称为热机效率。,炉子效率：,有效利用热量与燃料完全燃烧放出热量比值,Q,有,/Q,总,100,第17页,1,、部分燃料未完全燃烧,2,、克服摩擦消耗能量,转变为对外做有用功能量,4,、机械传热损失能量,3,、废气排出带走能量,议一议：,怎样提升热机效率？,第18页,怎样提升热机效率？,使燃料充分燃烧,;,尽可能降低各种热量损失；,在热机设计和制造上采取先进技术；,注意保养，确保良好润滑，降低因克服摩擦阻力而额外消耗能量。,第19页,想想看：,热机效率能到达,100,吗？为何？,不能。,因为热机在工作过程中一定有能量损失。,请同学们阅读教材,52,页倒数第二段，了解各种热机效率。,第20页,三、环境保护,热机为人类 发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。,第21页,第22页,1.,对人体健康直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾毒性比二氧化硫大得多,能够侵入肺深部组织,引发肺水肿等疾病而使人致死,.,2.,引发河流、湖泊水体酸化,严重影响水生动植物生长,.,Zxx,。,k,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.,渗透地下,使水中铝、铜、锌、镉含量比中性地下水中高很多倍,.,酸雨危害,第23页,第24页,第25页,第26页,洛杉机光化学烟雾事件,首先，什么是光化学烟雾呢,?,氮氧化物、烃类等一次污染物在阳光紫外线作用下发生一系列光化学反应，生成臭氧,(,占产物,85%,以上,),、过氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、酮类和有机酸等二次污染物，这些一次污染物和二次污染物形成混合物称为光化学烟雾，它呈浅兰色、有刺激性和很强氧化性，可造成人类及动植物疾病、建筑物毁坏等危害。,洛杉机光化学烟雾事件是指,40,年代早期至,50,年代，发生于美国洛杉机市一系列光化学烟雾事件总称。该市临海依山，处于,50,公里长盆地中，一年有,300,天出现逆温,(,即大气层某一高度上温度不随高度递减，出现反常增加或不变。这会妨碍大气向上对流扩散和污染物扩散,),，,5,10,月阳光强烈。因为大量汽车排放含氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等废气，加之洛杉机市特殊地理及气候条件，自,1943,年开始，形成了屡次光化学烟雾事件。当地居民纷纷反应有眼睛或喉咙刺激，其中以,1952,年一次最为严重，大批居民发生眼睛红肿、喉痛、咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功效衰竭，造成近,400,位,65,岁以上老人死亡。另外，植物大面积死亡，车祸增多。,第27页,环境保护办法：,1,、加强立法，控制人为污染,2,、改进燃烧装置，加装消烟除尘设备，以降低烟尘排放,3,、推广、普及“环境保护型能源”,4,、人口密集区采取集中共热，提升燃料利用率,5,、种植绿色植物，净化空气,第28页,小结：,1,、热值：,概念：,单位；,公式：,计算：,2,、热机效率：,概念：,提升热机效率路径：,详细办法：,3,、保护环境，从我做起。,把,1,千克某种燃料完全燃烧释放出能量（热量）叫做这种燃料热值。用,q,表示。,J/kg,（固体、液体）,J/m3,（气体）,Q,mq,（或,Q,Vq,）,热机转变为有用功能量与燃料完全燃烧所释放能量比值称为热机效率。用,表示。,公式：,Q,有,/Q,总,100,降低热机各种能量损失,首先要降低燃烧过程中热量损失,;,其次是减小机械摩擦以降低机械损失,.,再次是尽可能简化机械传动部分,以降低机械损失,.,第29页,当堂检测反馈,A,2,、航天工业中火箭是用液态氢作为燃料，这是因为液态氢含有（）,A,、较小质量,B,、较小密度,C,、较大比热容,D,、较大热值,D,1,、四口之家分别单独使用不一样种类燃料时平均月消耗分别为：木柴约,200,千克，烟煤约,80,千克，液化石油气约,30,千克，煤气约,60,千克。这四种燃料中热值最高是,(),A,、液化石油气,B,、煤气,C,、烟煤,D,、木柴,第30页,4,、相关热值概念，以下说法中正确是,(),A,、燃料完全燃烧时，它热值最大,B,、没有燃烧燃料，热值等于零,C,、燃料燃烧时放出热量越多，热值越大,D,、燃料热值与燃烧情况和质量无关，只与燃料种类相关,。,5,、无烟煤热值大于干木柴热值，则,(),A,、烧无烟煤比烧干木柴产生热量多,B,、要使它们放出一样多热量，完全燃烧无烟煤质量小于完全燃烧干木柴质量,C,、烧无烟煤比烧干木柴产生烟尘多,D,、煤比木柴含有热量多,D,B,第31页,3,、柴油机是工农业生产中惯用热机，已知某型号柴油机效率是,30%,，在柴油机内完全燃烧,2,千克柴油能放热,J,，这些热经过柴油机转化能对外做有用功,J,。（柴油热值为,3.310,7,J/kg),4,、完全燃烧,140,克焦炭（焦炭热值为,3.010,7,J/kg),能放出多少热量？若这些热量,30%,被水吸收，则能使,30kg,、,20,水温度升高到多少度？,6.610,7,1.9810,7,4.210,6,J 30,第32页,1,、为节约能源，需提升热机效率，以下办法中不能提升效率是,(),A,、尽可能使燃料充分燃烧,B,、尽可能增加热机工作时间,C,、尽可能降低废气带走热量,D,、尽可能降低热机部件间摩擦,B,2,、一个含,0.6 kg,无烟煤蜂窝煤，能将,9kg,、,20,水,烧开,（一个标准大气压下）,，而,0.6 kg,液化气能够供普通人家一天做饭、烧开水、洗澡用水。这么看来不一样燃料,不一样，若,q,无烟煤,=3.410,7,J/kg,，那么这个煤炉效率是,。,热值,14.8,第33页,4,、用煤气灶既方便又环境保护，普通煤气灶正常工作时。,15min,可使质量为,4Kg,、温度为,23,水沸腾，该城市水沸点为,93,，求：,水吸收热量；,若煤气灶放出热量,70%,被水吸收，煤气灶实际放出热量为多少,?【C,水,=4.210,3,J,(kg)】,解,（,1),Q,吸,=Cm(t,2,-t,1,),=4.210,3,J,(kg)4kg(93-23),=1.17610,6,J,（,2,）,Q,吸,=70%,Q,放,Q,放,=,Q,吸,/70%=1.17610,6,J/,70%=1.6810,6,J,第34页,晴天垂直于题太阳光地球表面上接收到太阳热辐射能量约,J=1.2610,3,J/m,2,.,s,。太阳能热水器集热管接收太阳辐射能面积,S=1.5m,2,，假如热水器中盛有,40kg,、,10,水，在太阳照射下使水温上升,30,需要多少时间？（热水器效率为,50%,）,解（,1,）水吸收热量：,Q,吸,=cmt =4.210,3,J/,（,kg,）,40kg30 =5,.,0410,6,J,（,2,）,Q,吸,=50%Q,放,Q,放,=Q,吸,/50%=1.00810,7,J,又,Q,放,=JSt,t =Q,放,/JS,=1.00810,7,/(1.2610,3,1.5),=5333(S),第35页,5,、,某建筑工地使用如图所表示装置搬运建筑材料已知柴油机效率是,40,，柴油热值是,410,7,J,kg,，用此装置将一块重为,3200N,建筑材料提升,5m,。历时,4s,，消耗柴油为,4g,（,1,）,4g,柴油完全燃烧放出多少热量？柴油机输出功率多大？,（,2,）提升这块建筑材料做有用功是多少？整个装置效率多大？,（,3,）请对该工,地采取此装置施工合理性进行评价,第36页,已知：,柴,40%,，,q=410,7,J/kg,G=3200N,，,h=5m,t=4s,m,柴,=4g=410,-3,kg,求：（,1,）,Q,放；,P,出；（,2,）,W,有；,总；（,3,）评价,解：（,1,）,Q,放,=m,柴,q=410,-3,kg410,7,J/kg,=1.610,5,J,由,Q,有,/Q,放,100,得：,Q,有,Q,放,=,40%1.610,5,J=6.410,4,J,P=Q,有,/t=6.410,4,J/4s=1.610,4,w=16Kw,(2)W,有,=Gh=3200N5m=1.610,4,J,W,有,/Q,放,100,=1.610,4,J/1.610,5,J,=10%,第37页,练习：教材,48,页,1,、,2,、,3,第38页,2,、在一标准大气压下，质量是,0.1kg,酒精完全燃烧放出热量有,40,被,5kg,、,50,水吸收。那么水温度升高到多少？,水未烧干,q,酒精,=310,7,J/kg,解：酒精完全燃烧放出热量,Q,放,=mq=0.1Kg310,7,J/Kg=310,6,J,，其中被水吸收热,Q,吸,=310,6,J40%=1.210,6,J,，,由,Q,吸,=C,水,m,水,t,得：,t=Q,吸,/,（,C,水,m,水,）,=1.210,6,J/,（,4.210,3,J/,（,Kg,）,5Kg,）,57,由,t=t,2,-t,1,得水末温,t,2,=t+t,1,=57+50=107,。在一标准大气压下，水沸点是,100,，水温度升高到,100,第39页,
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