热机效率和环境保护.ppt

第十三章 内能与热机,第4节 热机效率和环境保护,复习提问,指出下4个图分别是柴油机工作时的哪个冲程？,压缩冲程,吸气冲程,做功冲程,排气冲程,复习提问,滑轮组的机械效率：,炉灶烧水时 热量的利用效率：,炒菜做饭、火力发电、奔驰的汽车与火车、 直入苍穹的火箭等都离不开燃料。 燃料 燃烧 的过程是化学能转变为内能的过程。 从原始人类学会用火起，至今，人们使用的 能量绝大部分都还是通过燃烧燃料获得的。,生活中人们通常通过什么来获得能量？,想一想：,燃料,燃料,：能够燃烧的材料。,燃料的燃烧是一种化学变化。 燃料燃烧的过程是：化学能转化为内能的过程。,柴禾,石油,天然气,煤炭,它们都离不开燃料。 燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。,燃料,不同燃料燃烧时的放热本领不同-燃料的热值,讨论：在生活中我们可以使用哪些 可燃烧的材料烧开一壶水？,燃料,问：用不同燃料烧开同一壶水，消耗的 燃料质量是相同的吗？为什么？,约2.8Kg,约1.16Kg,约0.73Kg,燃料的热值,不同燃料燃烧释放能量的能力是不同的。 这个特性可以用热值来表示,（2）定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与 其质量之比，叫做这种燃料的热值。,（3）单位国际单位： J/kg ，焦每千克。 气体燃料的单位： J/m3 ，焦每立方米。,燃料的热值 q,（1）意义：不同燃料燃烧 释放能量的能力,例如：无烟煤的热值为3.4107J/kg， 表示的物理意义是：,例2 液化气的热值为4.9107J/m3， 表示的物理意义是：,1kg的无烟煤在完全燃烧时所放出的热量 是3.4107J。,1m3的液化气在完全燃烧时所放出的热量为4.9107J。,燃料的热值 q,热值是燃料的一种特性。只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积等均无关。,常见燃料的热值 P51,观察热值表，你有什么发现？,燃料完全燃烧放出热量的计算：,公式：Q放=mq 或 Q放=vq Q：热量； q：热值； m：质量； v：体积。,例题1：计算4Kg柴油完全燃烧释放的热量。,解:,Q=mq=4Kg4.3107J/Kg=1.32108 J,答:完全燃烧释放的热量为1.32108 J,已知：q=4.3107J/Kg ，m= 4Kg,求：Q,例题2：,如果不计能量损失，把5kg 40的水烧开， 需要完全燃烧多少kg的干木柴？,热量的计算：,解： Q吸=Cm1(tg-td) =4.2103J/(kg)5kg60 =1.26106J =Q放,已知：C=4.2103J/(kg) m1=5kg (tg-td) =100 -40 = 60 q= 1.2107J ，m2= 4Kg,求：Q m2,Q放= Q吸,答：需要0.105kg的干木柴,各种发动机工作时，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。,二、热机效率,所以，热机有个效率问题。,由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量,燃料很难完全燃烧，燃料的化学能不能全部释放,机械传热损失一部分能量,废气排出带走的能量,二、热机效率,热机中燃料燃烧释放能量的走向图示：,用来做有用功的能量,1、热机效率：热机中转变为有用功的能量与燃料完全 燃烧所释放的能量的比值 称为热机效率。,2、热机效率的公式 ：,=,二、热机效率,3、因为总有能量损失， 热机的效率小于100% 1,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。,二、热机效率,各种热机的效率:,蒸汽机:615,汽油机：2030,柴油机：3040,飞机上的喷气式发动机：5060,二、热机效率,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，主要是空气污染。,课堂练习：,1、四口之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、液化石油气 B、煤气 C、烟煤 D、木柴,A,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（ ） 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,D,3、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2千克 柴油能放热 J，这些热通过柴油机的转 化能对外做有用功 J。 （柴油的热值为3.0107J/kg）,1.8107,6107,课堂练习：,4、有一种天然气的热值是8.4107J/m3 ， 完全燃烧10m3 这种天然气可放出 J的热量， 这相当于热值为1.2107J/kg的干木柴 kg 完全燃烧放出的热量。,8.4108,70,5、下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ ） A减少各种热损失 B加润滑油减少机器各部件之间的摩擦 C充分利用废气的能量，如建热电站 D采取少消耗总能量的办法,D,课堂练习：,6一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，则内燃机的热机效率 为：_。,35%,7、燃料在燃烧的过程中，燃料的 能转化为 能。 8、有关热值的概念，下列说法中正确的是（ ） A、燃料完全燃烧时，它的热值最大 B、没有燃烧的燃料，热值等于零 C、燃料燃烧时放出的热量越多，热值越大 D、燃料的热值与燃烧情况无关 9、无烟煤的热