第四节环境保护和热机效率(1课时)

新课导入上节课，我们讲了内燃机，内燃机中的燃料在燃烧的过程中没有充分燃烧，又会给环境带来污染！河南省淮阳县西城中学第四节热机效率和环境保护•1、理解热值、热机效率两个概念；•2、能够熟练运用公式进行燃料燃烧放出热量及热机效率的计算。•3、通过对热机效率的计算了解其它各种效率的运用。•重点：对热值，热机效率的理解。•难点：熟练运用公式计算燃料燃烧放出的热量和热机效率。学习目标它们都离不开燃料。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能，在转化程机械能的过程。是不是所有的内能都转化成了机械能呢？固体燃料液体燃料气体燃料燃料可分为三种日常生活中常用到的燃料有哪些？常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。化学能转化为内能问题1.什么是热值？其物理意义、符号及单位分别是什么？问题2.燃料热值的大小与什么因素有关？如何计算某种燃料完全燃烧放出热量的多少？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。固体和液体燃料气体燃料热值：q1.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。2.计算公式：Q=mqQ=qVQ：燃料完全燃烧释放的热量ｑ：燃料的热值ｍ：燃料的质量3.单位：J/kg（J/m3）热值反映的是燃料的一种特性，反映了燃料燃烧时化学能车化为内能的本领的大小，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧都没有关系。温馨提醒：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。液化气的热值为4.9×107J/m3，表示1m3的液化气在完全燃烧时所放出的热量为4.9×107J。问题3.已知汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧500g汽油，求:汽油完全燃烧产生的热量是多少?热机效率（重点）•问题1.气缸内燃料完全燃烧释放的热量全部用来做功了吗？如果不是请你说出燃料燃烧释放的能量都转化为了什么？•问题2.什么是热机效率？热机效率有单位吗？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？由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量废气排出带走的能量热机中燃料释放能量的主要走向示意图由图可知，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Q放×100%议一议：怎样提高热机的效率？1、使燃料充分燃烧;2、尽量减少各种热量损失；3、在热机的设计和制造上采用先进的技术；4、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。热机的效率能达到100%吗？为什么？不能达到100%，因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失以燃料条件的限制，这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即热机效率小于100%。没有单位。想一想：•问题3.太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30℃，那么这些水吸收的热量是多少？若天然气完全燃烧热量的80%被水吸收,则需要多少天然气？[天然气的热值取7×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J／(kg·℃)]内容：《基础教研》P32选择题1—5题检测指导：1、闭卷检测，独立完成2、出示答案，对子互批3、自主纠错，反思错因4、质疑解惑，互帮互学5、小组汇报，师生点拨四、达标检测、及时反馈参考答案1D2A3D4C5D布置作业：《基础教研》对应部分环境保护•问题1.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，请列举出来。环境保护热机为人类的发展做出丑了重大贡献，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.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.酸雨的危害讨论交流•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。综合拓展1、一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%,摩擦等机械损耗占10%，则它的机械效率为。2、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2kg柴油能放热J，这些热通过该柴油机的转化能对外做有用功J.（柴油的热值为3.3×107J／kg）3、下列措施不属于加剧地球的温室效应的是（）A．现代工业大量燃烧煤炭和石油B．人类大量砍伐森林C．植物光合作用对二氧化碳的大量消耗D．人类生活中诸如取暖等活动日益频繁4.已知酒精的热值为q质量为m，则酒精完全燃烧一半放出的热量为，剩余酒精的热值为。5.有的航天器火箭发动机用氢作燃料，这是因为氢气很大；燃烧1m3的煤气约能放出热量3.9×107J，某市管道煤气收费标准为0.87元／m3，有一户人家在一个月内烧煤气消耗了1.17×108J的热量，这个月应交煤气费元．6、近年来沈阳市采取了居民小区集中供热的方式，拆除了千余根烟囱，减少了高温的废气向周围大气的扩散及它与大气间的热传递，减轻了对大气的污染，提高了燃料的利用率，减少了能量的损失．根据上述内容请你找出一个与物理相关的名词7、关于热机的效率，下述正确的是（）A、热机的效率有可能等于1B、热机的效率一定小于1C、热机的效率越高，其损失的能量越多。D、热机的效率越高，对环境的影响越大8.燃料燃烧排放的烟尘废气中所含的主要有害成份有（）A．一氧化碳B．二氧化硫及氮氧化物C．粉尘D．二氧化碳已知酒精的热热值的概念、单位环境保护知识小结回扣目标常见燃料的热值热机效率热值热机效率的概念，计算公式35达标检测及时反馈1、独立完成、合上课本。2、对子互批、打上分数3、及时反馈存在问题。•1、2两题课后作业：1、2题