第四节热机效率和环境保护.pptx

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1、第十三章内能与热机第四节热机效率和环境保护它们都离不开燃料。1、常见的燃料：煤、石油、天然气、木材或植物秸秆等燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程2、燃料的共同特点：固体燃料液体燃料气体燃料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？想想议议约0.73Kg约2.8Kg约1.16Kg说明：不同燃料燃烧释放的能量不同经验告诉我们，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。不同燃料燃烧释放出能量的能力是不同的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？想想议议单位：J/Kg一.燃料的热值为了

2、研究不同燃料燃烧释放能量的能力的不同的特性——热值用字母：q表示某种燃料完全燃烧放出的热量与所用燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。或J/m3（气体）［强调］（1）热值定义中：注意“必须完全燃烧”；（2）热值是燃料的重要特性，反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小。只与燃料的种类有关，与质量和是否完全燃烧无关。1kg的干木柴完全燃烧释放出1.2×107J的热量；那么质量为mkg的干木柴完全燃烧释放出多少J的热量，怎么计算？Q=mq公式：或：Q=Vq燃料完全燃烧释放的热量燃料的质量燃料的热值燃料的体积观察热值表，你有什么收获？为什么发射火箭上天要用氢做燃料？想一想例

3、1：计算5Kg汽油完全燃烧释放的热量。（q=4.6×107J/Kg）已知：m=5Kg,q=4.6×107J/Kg求:Q解:Q=mq=5Kg×4.6×107J/Kg=2.3×108J答:完全燃烧释放的热量为2.3×108J例2：在1个标准大气压下，将5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为1.2×107J/kg，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）Q吸=Cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-40℃)=1.26×106J因为Q吸=Q放=1.26×106J所以干木柴质量解：二、热机效率交流与讨论：热机工

4、作时，能不能把燃料所蕴藏的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的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。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的能量4、机械传热损失能量3、废气排出带走能量热机效率：热机工作时，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。炉子的效率：有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值η＝W有/Q放×100％η＝Q吸/Q放×100％1、用煤气灶既方便又环保，一般的煤气灶正常工作时。15min可使质量为4Kg、温度为23℃的水沸腾，该城市水的沸点为93℃，求：⑴

5、水吸收的热量；⑵若煤气灶放出的热量70%被水吸收，煤气灶实际放出的热量为多少?【C水=4.2×103J／(kg·℃)】解（1)Q吸=Cm(t2-t1)=4.2×103J／(kg·℃)×4kg×(93℃-23℃)=1.176×106J（2）∵Q吸=70%Q放∴Q放=Q吸/70%=1.176×106J/70%=1.68×106J2、在一标准大气压下，质量是0.1kg的酒精完全燃烧放出的热量有40﹪被5kg、50℃的水吸收。那么水温度升高到多少？[水未烧干q酒精=3×107J/kg]解：酒精完全燃烧放出的热量Q放=mq=0.1Kg×3×107J/Kg=3×106J，其中被

6、水吸收的热Q吸=3×106J×40%=1.2×106J，由Q吸=C水m水Δt得：Δt=Q吸/（C水m水）=1.2×106J/（4.2×103J/（Kg·℃）×5Kg）≈57℃由Δt=t2-t1得水的末温t2=Δt+t1=57℃+50℃=107℃。∵在一标准大气压下，水的沸点是100℃，∴水温度升高到100℃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的能量4、机械传热损失能量3、废气排出带走能量议一议：怎样提高热机效率？怎样提高热机的效率？使燃料充分燃烧;尽量减少各种热量损失；在热机的设计和制造上采用先进的技术；注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦

7、阻力而额外消耗的能量。想想看：热机的效率能达到100﹪吗？为什么？不能。因为热机在工作过程中一定有能量损失。蒸汽机:6﹪~15﹪汽油机：20﹪~30﹪柴油机：30﹪~40﹪飞机上的喷气式发动机：50﹪~60﹪三、环境保护热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。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.Zxx。k3.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、