九年级物理全册 13.4 热机效率和环境保护课件 （新版）沪科版

第四节热机效率和环境保护一二三一、燃料的热值1.定义:人们把1kg某种燃料放出的能量(热量)叫作这种燃料的热值。2.单位:,符号是,气体燃料的热值单位是。3.公式:。4.实质:燃料完全燃烧的过程中,燃料储藏的转化为。5.燃料的热值是燃料的一种性质。同种燃料的热值相同,与燃料的质量、形状及放出热量的多少无关。完全燃烧焦/千克J/kgJ/m3Q=mq化学能内能一二三一二三二、热机效率1.定义:热机转变为的能量与燃料完全燃烧放出的能量的比值。2.内燃机的能流图3.提高热机效率的途径:主要途径是减少热机工作中的各种。首先要减少燃烧过程中的;其次是要尽量简化,并选用优良的,减少,以减少。有用功未燃烧完全的燃料有用机械能机械损失能量损失热量损失机械传动部分润滑材料摩擦能量损失一二三三、环境保护1.热机造成的环境污染:燃料燃烧过程中会产生有害气体,燃料的不完全燃烧还会产生大量的粉尘,都会污染大气,危害人体健康,影响植物正常生长。2.减小环境污染的措施:提高燃烧效率,减少有害气体的排放量,采用污染小的气体燃料,加装消烟除尘装置等。121.燃料的热值(1)燃料的热值是反映燃料燃烧时释放能量本领大小的物理量。(2)燃料热值的大小取决于燃料的种类,对于某种燃料,热值是确定值。(3)燃料完全燃烧时放出的热量,可以用公式Q放=mq计算。其中,热值q的单位是J/kg,燃料质量m的单位是kg,放出的热量Q放的单位是J。(4)根据燃料的热值计算出的热量要比燃料实际燃烧放出的热量多,因为燃料在实际燃烧过程中不可能达到“完全燃烧”这一理想情况。2【例题1】关于燃料的热值,以下说法中正确的是()A.燃料的热值与燃料的种类有关系,与燃料的质量和燃烧状况无关B.燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值C.燃料燃烧时,质量越大,热值越大D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小点拨:燃料的热值取决于燃料本身的化学成分,每种燃料都有自己的热值。它是反映燃料本身特性的物理量,跟燃料的质量、燃料燃烧的情况等因素无关,只与燃料的种类有关。12解析:燃料的热值是燃料本身的一种性质,与燃料是否燃烧、是否完全燃烧、燃料的质量等无关,只与燃料的种类有关,故A正确,C、D错误;热值的定义是1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量(热值),故B错误。答案:A1122.热机的效率(1)定义:热机转变成有用功的能量与燃料完全燃烧所释放出的能量的比值(η=𝑊有用𝑄放×100%)。(2)提高热机效率的途径:尽量减小各种热量损失;保持良好的润滑,尽量减小摩擦;尽可能使燃料充分燃烧等。(3)热机的效率只反映热机对燃料完全燃烧放出热量的利用(转化)率,与热机做功的多少、做功的快慢、耗油的多少等无关。12【例题2】提高热机效率是“节能减排”的一个重要途径。如果汽油机的效率从η1=30%提高到η2=36%,那么一辆轿车在汽油机效率为30%时,消耗一定质量汽油,能够在平直道路上匀速行驶10km;当效率变为36%后,在相同道路情况下,以相同速度匀速行驶,并在消耗相同质量汽油的情况下,能够行驶多少km?12点拨:消耗(燃烧)相同质量汽油,获得相同的总能量Q放,机械效率η越高,转变成有用功的能量W有越多,在相同道路、相同速度匀速行驶时,行驶的距离越远。解析:由η=𝑊有用𝑄放得W有用=ηQ放;而W有用=Fs,所以Fs=ηQ放;由于燃烧汽油的质量相等,所以Q放相同,又因道路情况相同,所以F相同;所以𝑠1𝑠2=𝜂1𝜂2,s2=𝑠1𝜂2𝜂1=10km×36%30%=12km。答案:12km123456答案解析解析关闭火箭是热机的一种,它是把燃料的化学能转化为内能,然后再把内能转化为机械能的装置。用液态氢作燃料不仅携带方便,而且由于其热值大,能够放出的内能更多。答案解析关闭C知识点1热值1.运载火箭采用液态氢作为燃料,原因是液态氢具有()A.较大的比热容B.较低的沸点C.较大的热值D.较高的凝固点123456答案解析解析关闭从热值的定义知道,热值特指1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量,可见热值与是否完全燃烧及是否容易燃烧无关。燃料完全燃烧放出的热量可由Q放=mq求得,可见Q放的大小只与热值和燃料的质量有关,鉴于燃料的质量大小及是否完全燃烧两个因素未知,因此C是错误的。热机中燃料利用率的多少与燃料是否完全燃烧及热损失情况等因素有关,要提高热机中燃料的利用率应让燃料燃烧充分,同时减少各种热损失,而不只是用热值高的燃料。答案解析关闭A2.关于燃料的热值,以下说法中正确的是()A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关B.容易燃烧的燃料,热值一定大C.燃料的热值与燃料的质量有关D.为了提高热机中燃料的利用率,一定要用热值高的燃料123456答案解析解析关闭从两个数值的单位来看,前者表示酒精的热值,后者表示酒精的比热容。答案解析关闭热值比热容3.3.0×107J/kg、2.4×103J/(kg·℃)是表示酒精特征的两个物理量,它们依次表示的是酒精的和。123456答案解析解析关闭燃料热值的大小只与某种燃料本身有关,而与它的质量无关。所以剩下的木炭的热值仍为3.4×107J/kg。半箱木炭的质量为5kg,它燃烧最多放出的热量指的就是它完全燃烧所放出的热量。Q=mq=3.4×107J/kg×5kg=1.7×108J。答案解析关闭3.4×107J/kg1.7×108J4.有一箱木炭,它的质量为10kg,其热值为3.4×107J/kg。若用掉一半,剩下的木炭的热值为,半箱木炭燃烧最多放出的热量是。123456答案解析解析关闭柴油机的效率比汽油机的高,其原因不是柴油的热值比汽油的大,而是在压缩冲程中柴油机对空气压缩的比例大,温度高,柴油燃烧充分等原因造成的。查热值表我们可以发现,柴油的热值比汽油的小。答案解析关闭C知识点2热机效率与环境保护5.关于热机,下列说法错误的是()A.热机性能好坏的重要标志之一是热机效率B.在四冲程内燃机中减少废气带走的热量可以提高热机效率C.柴油机的效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大D.在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能1234566.提高锅炉的效率和燃料的利用率,不能采取的措施是()A.把煤磨成煤粉,用空气吹进炉膛内燃烧B.加大送风量,把煤粒在炉膛里吹起来燃烧C.增大受热面积,减小烟气带走的热量D.用木炭代替烟煤答案解析解析关闭炉子的效率是有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。提高炉子的效率和燃料的利用率有两种方法:一是尽可能使燃料充分燃烧;二是减少散失的热量。把煤磨成煤粉,把煤粒在炉膛中吹起来燃烧都是为了让燃烧更充分;增大受热面积,减小烟气带走的热量会减少热量的散失,所以这些方法可以提高炉子的效率。用木炭代替烟煤不能达到目的。答案解析关闭D