第三章 气体燃料
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课题:初中物理第二册第三章第一节燃料及其燃烧值一、教学目标:1、在物理知识方面要求:⑴、知道燃烧过程,是燃料的化学能转化为内能的过程⑵、知道什么是燃料的燃烧值及其单位,会查燃料燃烧值表。
2、通过学习,会计算某种燃料完全燃烧放出的热量。
3、阅读有关内容懂得利用燃料、节约能源的意义,二、重点、难点分析:1、重点是掌握燃烧值的概念和单位,根据燃烧值的定义会计算燃料燃烧时放出的热量。
2、燃烧值是用于反映燃料燃烧放热本领的物理量,在应用燃烧值定义计算问题时,在理解燃烧值的实际物理意义基础上解答问题,对初中学生来说有一定的困难,是教学难点。
三、主要教学过程:㈠、引入新课:1、复习内能、热量等概念,指出本章进一步学习内能的应用。
2、同学们是否知道“海湾战争”,为什么美国人大动干戈?除了一些政治原因外,中东地藏中最吸引工业发达国家的是什么?——石油。
石油经过分馏法可提练出汽油、煤油和柴油。
它们都是燃料。
生活中烧水、煮饭、取暖时,需要热量,它们大多是从哪里来的?内能是人类使用的最大量的一种能量,获得内能的途径之一是燃烧燃料。
㈡、新课教学板书:第三章:内能的利用热机一、燃料及其燃烧值:1、燃料的燃烧值:指导学生阅读,提问1:燃料燃烧过程是物理变化还是化学变化?提问2:在这个过程中能的转化情况怎样?板书:燃料燃烧过程中:燃料的化学能转化为内能,放出热量。
提问3:你说出燃料的种类和常用的燃料吗?分固体(木柴、煤等)液体(汽油、柴油、酒精等)气体(煤气、天燃气、氢气)组织学生看课本P30图3-1,并讨论图注中所出的问题。
四口之家一个月需要的内能,即吸收热量是一定的,这些热量由燃料燃烧放出。
用木柴需要150千克,煤只需75千克,而液化气只要30千克。
从某种意义上讲,木柴不如煤,煤不如液化气。
(提问:如何区别燃料之间上差异?)引入燃烧值的概念。
2、燃料值的定义,单位。
1千克的燃料完全燃烧放出的热量,叫燃料的燃烧值。
单位:焦耳/千克(读作:焦耳每千克)燃烧值是用来比较计算不同种类的等质量的燃料完全燃烧时放出的热量的多少。
第一章燃气的燃烧计算燃烧:气体燃料中的可燃成分(H2、 C m H n、CO 、 H2S 等)在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用,并产生大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。
燃烧必须具备的条件:比例混合、具备一定的能量、具备反应时间热值:1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热值,单位是kJ/Nm3。
对于液化石油气也可用kJ/kg。
高热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度,而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。
低热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度,但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量。
一般焦炉煤气的低热值大约为16000—17000KJ/m3天然气的低热值是36000—46000 KJ/m3液化石油气的低热值是88000—120000KJ/m3按1KCAL=4.1868KJ 计算:焦炉煤气的低热值约为3800—4060KCal/m3天然气的低热值是8600—11000KCal/m3液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m3热值的计算热值可以直接用热量计测定,也可以由各单一气体的热值根据混合法则按下式进行计算:理论空气需要量每立方米(或公斤)燃气按燃烧反应计量方程式完全燃烧所需的空气量,单位为m3/m3或m3/kg。
它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
过剩空气系数:实际供给的空气量v与理论空气需要量v0之比称为过剩空气系数。
α值的确定α值的大小取决于燃气燃烧方法及燃烧设备的运行工况。
工业设备α——1.05-1.20民用燃具α——1.30-1.80α值对热效率的影响α过大,炉膛温度降低,排烟热损失增加,热效率降低;α过小,燃料的化学热不能够充分发挥,热效率降低。
应该保证完全燃烧的条件下α接近于1.烟气量含有1m3干燃气的湿燃气完全燃烧后的产物运行时过剩空气系数的确定计算目的:在控制燃烧过程中,需要检测燃烧过程中的过剩空气系数,防止过剩空气变化而引起的燃烧效率与热效率的降低。
《燃烧学》课程笔记第一章燃料与燃烧概述一、燃烧学发展简史1. 古代时期- 早期人类通过摩擦、打击等方法产生火,火的使用标志着人类文明的开始。
- 古埃及、古希腊和古罗马时期,人们开始使用火进行冶炼、烹饪和取暖。
2. 中世纪时期- 炼金术的兴起,炼金术士们试图通过燃烧和其他化学反应来转化金属。
- 罗杰·培根(Roger Bacon)在13世纪对火进行了研究,提出了火的三要素理论:燃料、空气和热。
3. 17世纪- 法国化学家安托万·洛朗·拉瓦锡(Antoine Lavoisier)通过实验证明了燃烧是物质与氧气的化学反应,推翻了燃素说。
- 拉瓦锡的氧化学说为现代燃烧理论奠定了基础。
4. 18世纪- 约瑟夫·普利斯特里(Joseph Priestley)和卡尔·威廉·舍勒(Carl Wilhelm Scheele)分别独立发现了氧气。
- 拉瓦锡和普利斯特里的实验揭示了氧气在燃烧过程中的作用。
5. 19世纪- 热力学第一定律和第二定律的发展,为理解燃烧过程中的能量转换提供了理论基础。
- 化学反应动力学的发展,科学家们开始研究燃烧反应的速率和机理。
6. 20世纪- 燃烧学作为一门独立学科得到发展,研究内容包括火焰结构、燃烧污染物生成与控制等。
- 计算流体力学(CFD)的应用,使得燃烧过程的模拟和优化成为可能。
- 环保意识的提高,促进了清洁燃烧技术和低污染燃烧技术的发展。
二、常见的燃烧设备1. 炉子- 锅炉:用于发电和工业生产中的蒸汽供应。
- 炉灶:家用烹饪设备,使用天然气、液化石油气等作为燃料。
- 热水器:利用燃料燃烧产生的热量加热水。
2. 发动机- 内燃机:汽车、摩托车等交通工具的动力来源。
- 燃气轮机:用于飞机、发电厂等,具有较高的热效率。
3. 焚烧炉- 医疗废物焚烧炉:用于医院废物的无害化处理。
- 城市生活垃圾焚烧炉:用于垃圾减量和资源回收。