热机效率和环境保护ppt3 沪科版3优秀课件

107J/m3=3×108J；
柴薪的质量m=Q/q=3×108J/1×107J/kg=30kg。
答案：3×108 30
2、关于燃料的热值正确的是（ ） A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B．燃料的热值与燃料的种类有关 C．燃料的热值与燃料的多少有关 D．燃料的热值与上面三个因素都有关
解析：选B。热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃 料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量等其它因素没 有关系。
燃料燃烧热量的计算公式
例题：
1、十堰市在未来几年将用上天然气，若某 个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完 全燃烧放出热量是_________J，相当于_____kg 柴薪完全燃烧放出的热量。（天然气的热值约 为7.5×107J/m3，柴薪的热值约为1×107J/kg）
解析：4m3完全燃烧放出的热量是Q放=Vq=4m3 × 7.5×
单位：焦每立方米，符号：J/m3 （气体）
常用燃料的热值
固体（ J/kg）
液体（ J/kg）
气体（ J/m3）
干木柴 1.2×107 酒精
3.0×107 煤气 1.8×107
烟煤 焦炭 无烟煤
2.9×107 3.0×107 3.4×107
柴油 石油 汽油
4.3×107 天然气 （3.3~4.5)×107 4.4×107 氢气 1.43×108 4.6×107
3、热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热
机效率，即：
η=
W有 Q放
×100%
4、加热模式题型
（1）、理想情况：没有热量 损失。
Q吸= Q放 cm△t=qV
或cm△t=qm’
（2）、理想情况：有热量损失。 Q吸= η Q放 cm△t= η qV

谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
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：
酸雨的危害
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பைடு நூலகம்流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生 长。 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.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水 中高很多倍。
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
3、废气排 出带走能量
4、机械传热 损失能量
热机中燃料释放能量的主要走向示意图
锅炉 燃烧不完全 损失的能量
蒸汽轮机 废气带走
发电机
电流通过导 线时发热损
火 电 站
的能量
失的能量
能
流
图
化学能 （100﹪ ）
内能
机械能
电能（30﹪）
4.了解燃料的热值表 请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。
5.有关热值的计算
用Q放表示放出的热量，q代表燃料 的热值，m代表燃料的质量
Q放=qm
如果是气体燃料，公式又是什么样的？
Q放=qV
例1：计算5 Kg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 = m q
散热损失 的能量
散热损失 的能量
克服摩擦损 失的能量
克服摩擦损 失的能量
议一议：怎样提高机械效率？
提高热机效率的主要途径:

(2)Q放=m焦炭q焦炭=0.5kg×3.0×107=1.5×107J
(3)η=Q吸/Q放×100％=3.36×106J/1.5×107J×100％=22.4％
4、小明家有一艘玻璃钢海钓船，底部平直，其参数如表所示（柴油热值 q=4.3×107J/kg，g=10N/kg）。
（1） 不出海时，空船放置在水平沙滩上，船底与沙滩的接触面积为2m2，求船 对沙滩的压强。
探究2 温度、热量、内能辨析
例2：关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（2）（3）（6）（9）（11）
。
（1）温度高的物体不一定比温度低的物体含有的热量多
（2）0℃的冰内能不为零
（3）物体运动越快，内能不一定越大
（4）温度越高的物体，具有的内能就越多
（5）50℃的水一定比10℃的水内能大
（6）物体温度升高，内能一定增大
变式训练 1、如图所示是内燃机工作时一个冲程的示意图，以下事例中能量转化与其相同 的是（ C ） A、陨石进入大气层成为流星 B、手冷时对手“哈气”，手会感到暖和 C、水壶中的水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 D、双手摩擦生热
2、世界上很多发明都是受到生活现象的启发而蒙生的创意，比如：蒸汽机和汽
油机，它们工作时，能的转化过程是 内能转化为机械能
奶的内能，图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图像，则牛奶在加热
过程中吸收的热量为 2.1×104
J。[c牛奶=4.2×103J/(kg.℃)]
3、在一个标准大气压下，用炉子将10kg的水从20℃加热至沸腾，燃烧了0.5kg 的焦炭，已知水的比热容为4.2×103J/(kg.℃),焦炭的热值为3.0×107J/kg。求： (1)水吸收的热量；(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量；(3)炉子烧水的效率。 解：（1）Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg.℃)×10kg×(100℃-20℃)=3.36×106J

解（1）水吸收的热量： Q吸=cm△t =4.2×103J/（kg ·℃）×40kg×30℃ =5.04×106J．
（2）∵Q吸=50%Q放 ∴Q放=Q吸/50%=1.008×107J
又Q放=JSt ∴t =Q放 / JS =1.008×107/(1.26×103×1.5)
=5333(S)
5、某建筑工地使用如图所示装置搬运建筑材 料．已知柴油机的效率是40％，柴油的热值是 4×107J／kg，用此装置将一块重为3200N的建筑 材料提升5m。历时4s，消耗的柴油为4g （1）4g柴油完全燃烧放出多少热量？柴油机的 输出功率多大？ （2）提升这块建筑材料做的有用功是多少？整 个装置的效率多大？ （3）请对该工地采用此装置施工的合理性进行 评价．
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
3、废气排 出带走能量
4、机械传热 损失能量
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？
4.2×106J
30℃
1、为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不 能提高效率的是( B ) A、尽量使燃料充分燃烧 B、尽量增加热机的工作时间 C、尽量减少废气带走的热量 D、尽量减少热机部件间的摩擦
2、一个含0.6 kg无烟煤的蜂窝煤，能将9kg 、20℃
的水烧开 （一个标准大气压下） ，而0.6 kg的液化
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， 了解各种热机的效率。
三、环境保护

液化石油气的热值为4.9×107J/m3，表示1m3液 化气的完全燃烧放出的热量为4.9×107J
［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。
• 质量为m的燃料完全燃 烧释放的能量是：
在物理学中，某种燃料完全燃烧放出的 热量与所用该燃料的质量之比叫做这种燃 料的热值。
热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能
的本领的大小的物理量，同种燃料的热值与
燃料的质量无关。
固体和 液体燃
气体燃料
热值的符号：q
料
单位： J/kg
（J/m3）
常见燃料的热值
【观察】查热值表，你有什么发现？各表示什么物理意义？ ★热值是燃料的一种特性。只与燃料的种类、形态有关，与 燃料的质量、体积等均无关。
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）
分析：利用吸热公式Q吸 =Cm(t-t0)可以算出将水烧开 要吸收多少热量，（解题时 应注意在1个标准大气压下， 水的沸点是100℃，即水烧 开时的温度为100℃），再 利用Q吸=Q放和燃料的燃烧 值求干木柴的质量．
请同学们阅读“常见燃料的热值”，并从 表中查出“干木柴”、“烟煤”、“液化 石油气”的热值，说说它们表示的意义？Zxx，k
干木柴的热值为1.2×107J/Kg，表示1千克的干 木材完全燃烧放出的热量为1.2×107J
烟煤的热值为2.9×107J/Kg，表示1千克的 烟煤完全燃烧放出的热量为2.9×107J

热机 中燃 料释 放能 量的 主要 走向 示意 图
废气排出带走的能量
由于机械传动等， 克服摩擦所消耗
的能量
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• 由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量 只燃料燃烧时所释放能量的一部分。
• 热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的 能量的比值称为热机效率，即：
η=
W有 ×100%
Q放
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当堂检测反馈
1、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的 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。 这四种燃料中的热值最高的A 是( ）
A、液化石油气 B、煤气
C、烟煤
D、木柴
2、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有 （ D）
Q=cmΔt
1Kg某种燃料完全燃烧是所放 出的热量
J/kg
Q=mq
影响 因素
与热量、质量、温度改变 量无关，与本身因素有关
（如种类、状态）
与燃料的体积、质量放出 热量的多少无关，与本身
的因素有关（种类）
相同 说明
都是物质本身的热学特性
比热容是物质的特性，每 种物质都有自己的比热容， 不同物质的比热容一般不 同
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.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性 地下水中高很多倍.
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第18页/共26页
结束
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讨论交流 • 如何保护我们的环境？
1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置; 2.集中供热； 3.改用气体燃料，普及煤气和天然气； 4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。

一.燃 料的热值
某种燃料完全燃烧放出的能量 （热量），叫做这种燃料的热值 （heat value），热值用q表示。
单位：J/Kg 或 J/m3
燃料完全燃烧 释放的热量
燃料的 质量
燃料的 热值
公式： Q = mq
或：Q = Vq
无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示1kg的煤在完全 燃烧时所放出的热量为3.4×107J。
燃烧所放出的能量之比
由于热机能量损失的原因比较多，所以热机的效 率一般都较低
如：燃料不完全燃烧、废气、克服摩擦、机械传 热等因素都会带走部分能量
热机的效率总是小于100%的
1、部分燃料 未完全燃烧
2、克服摩擦 消耗能量
3、废气排 出带走能量
转变为对 外做有用 功的能量
4、机械传热 损失能量
由能流图可知，真正能转变为 对外做有用功的能量只是燃料 燃烧时所释放能量的一部分。
议一议：怎样提高机械效率？
提高热机效率的主要途径:
减少热机工作中的各种能量损失
具体方法:
首先要减少燃烧过程中的热量损失;（让燃料充 分燃烧）
其次是减小机械摩擦以减少机械损失. （如选用 优良的润滑材料）
再次是要尽量简化机械传动部分,以减少机械损失 .
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：
措Hale Waihona Puke ：——减少人为硫氧化物和氮氧化物的排放，研制煤 炭中硫资源的综合开发与利用，发展洁净煤技术、 清洁燃烧技术等。
政府为减轻酸雨对环境的危害，加强取缔大量 排放废气的工厂和汽车，要求加装防止污染的设备 (如汽车加装触媒转换器，使用无铅汽油)，也希望 民众配合，养成节约能源的习惯。

在物理学中，把1kg某种燃料在完全燃 烧时所放出的热量叫做燃料的热值。
热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能 的本领的大小的物理量，同种燃料的热值与 燃料的质量无关。
热值的符号：q
固体和 液体燃
料
气体燃料
单位： J/kg
（J/m3）
质量为m的燃料完全燃 烧释放的能量是：
Q=mq
Q：燃料完全燃烧释放的热量 ｑ：燃料的热值 ｍ：燃料的质量
酸雨的危害
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.
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.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性 地下水中高很多倍.
当堂检测反馈
1、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平均 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 料中的热值最高的是( A )
A、液化石油气 B、煤气
C、烟煤
D、木柴
2、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有
（ D）
A、较小的质量 B、较小的密度 C、较大的比热容 D、较大的热值
95.想哭就哭，想笑就笑，不要因为世界虚伪，你也变得虚伪了。 9.昨天已逝，明日是谜，面对今朝，尽力而为！ 74.一个人若想学会滑冰，那么他一定要做好在冰上摔跤的准备。 32.用最少的浪费面对现在。 23.没有激流就称不上勇进，没有山峰则谈不上攀登。 95.想哭就哭，想笑就笑，不要因为世界虚伪，你也变得虚伪了。 12.人跟人之间的感情就像织毛衣，建立的时候一针一线，小心而漫长，拆除的时候只要轻轻一拉。 二、努力把日子都填满，别让孤单把你包围，请善待珍惜自己，给自己一个坚强的理由，生活中没有什么过不去的坎。

存在热量损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，
因此这样的计算结果不可靠。
感悟新知
知1－练
易错提醒
热值是反应燃料燃烧特性的物理量。
感悟新知
知1－练
易错提醒
热值是一个理论值，只有燃料充分燃烧，放出的热量
才等于利用公式计算得出的热量。因为燃料不可能完全
燃烧，所以放出的热量会比理论值稍小。但燃料的热值
速快慢等因素无关。
2. 热机的效率越高意味着消耗相同的质量的燃料输出的
有用功越多。
感悟新知
知识点 3 热机与环境保护
知3－讲
煤、石油等燃料往往含有杂质，在燃烧时会产生二氧
化硫、氮氧化合物等有害气体，燃烧不充分时，还会产生
烟尘和一氧化碳等；二氧化硫、氮氧化合物经化学变化溶
于水形成酸雨，使水、土壤酸化，对植物、建筑物和金属
①燃烧相同质量的燃料，比较放出的热量；
②放出相同的热量，比较燃料质量。
感悟新知
知1－讲
(2)定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质
量之比。
数值等于 1 kg 某种燃料完全燃烧后放出的热量。
感悟新知
知1－讲
(3)热值公式和单位
固、液体燃料
气体燃料
J/kg
J/m3
公式
单位
感悟新知
知1－讲
热、质量、温度变化量
质量、是否完全燃烧没有
关系
无关
决定因素 燃料的种类
物质的种类、状态
酒精的热值q=3.0×107 J/kg c水=4.2×103 J/(kg·℃ )表
示1 kg的水温度每升高
数值的物 表示1 kg 的酒精完全燃烧
理意义 放出的热量是3.0×107 J

解：
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
m'Q q 11..2216017J06/Jkg0.105kg
练习： 1、太阳能热水器内有40kg的水，在阳光照射下，水 的温度升高了25℃，求：（1）水吸收的热量？（2） 这些热量相当于完全燃烧多少kg的焦炭放出的热量 [q焦炭=3×107J/kgC水=4.2×103J/kg.℃]
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：
讨论交流
• 如何保护我们的环境？
1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置; 2.集中供热； 3.改用气体燃料，普及煤气和天然气； 4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。
小结：
1、热值： ①概念：
②单位； ③公式： ④计算：
热机效率
交流与讨论：
热机工作时，能不能把燃料所蕴藏的化学能全部 用来对外做有用功？
讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴
藏的化学能全部用来对外做有用功呢？
热机 中燃 料释 放能 量的 主要 走向 示意 图
废气排出带走的能量
由于机械传动等， 克服摩擦所消耗
的能量
锅炉 燃烧不完全 损失的能量
蒸汽轮机
沪科版物理九年级教学课件
第十三章 内能与热机
(一 )比 的 意 义 和性 质 .比 的 意 义
两 个 数 相 除 又叫做 两个数 的比。 “ :”是比 号 ,读作 “比” 。比号 前面的 数叫做 比的前 项 ,比号 后面的 数叫做 比的后 项。
比 的 前 项 除 以后项 所得的 商,叫做 比值。 同 除 法 比 较 ,比的前 项相当 于被除 数,后项 相当于 除数,比 值相 当于商 。