【沪科版】2019年秋物理九年级：13.4《热机效率和环境保护》ppt课件20页.ppt

13 4热机效率和环境保护 情境导入 蒸汽机虽然在18世纪就已发明 但它从初创到广泛应用 经历了漫长的年月 1765年和1782年 瓦特两次改进蒸汽机的设计 使蒸汽机的应用得到了很大发展 但是效率仍不高 如何进一步提高机器的效率就成了当时工程师和科学家共同关心的问题 今天 我们就来研究一下什么是热机的效率 1 建立热值概念 知道热值是燃料燃烧放热的特性 了解热值的表示法和常见燃料的热值 能利用热值表进行有关燃烧放热的简单计算 2 了解热机效率 知道热机工作时燃料释放能量的主要流向 知道可以怎样提高热机效率 及提高热机效率的意义所在 3 了解热机的利用与人类社会发展的关系 并能简述热机的使用产生的排放物对环境不良影响 培养自觉的环保意识 本节目标 预习反馈 2 热值的单位 1 叫做燃料的热值 3 热量的计算公式 1kg某种燃料完全燃烧放出的热量 J kg Q mq 课堂探究 一 燃料的热值 讨论 例举一下生活中我们可以使用哪些可燃烧的材料烧开一壶水 草木 煤炭等石油 酒精 汽油等煤气 天然气等 固体燃料 液体燃料 气体燃料 课堂探究 讨论 将一壶水放在燃烧的木柴上加热 不久就升温了 现在 我们已经知道这是因为水吸收了热量的缘故 问 那么这些热量从何而来 是从木柴燃烧时放出的热量来的 思考1 5kg的木材和10kg的木材燃烧时放出的热量是否相同 这说明什么 燃料燃烧时放出的热量跟燃料的质量有关同种燃料的质量越大 燃烧时放出的热量越多 典例分析 例题1 关于燃料和热值 以下说法正确的是 A 燃料热值与燃料的质量无关B 容易燃烧的燃料 热值一定大C 煤的热值大于干木柴的热值 燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定多D 为了提高锅炉的效率 一定要用热值高的燃料 解 A 热值是燃料的一种特性 它只与燃料的种类有关 与燃料的质量 燃烧程度等均无关 故A正确 B 热值大小与燃料是否容易燃烧无关 故B错误 C 燃料燃烧放出热量的多少不仅与燃料的热值大小有关 还与燃料的质量以及燃烧程度有关 故C错误 D 锅炉的效率与燃料的热值高没有关系 故D错误 故选 A A 课堂探究 二 热机的效率 用来做有有功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比 叫做热机效率 燃料完全燃烧放出的能量 机械损失 有用机械能 散热损失 废气内能 典例分析 例题2 两台柴油机 若甲柴油机的效率低于乙柴油机 则 A 在输出功相同的情况下 甲柴油机消耗的柴油多于乙柴油机消耗的柴油B 甲柴油机的功率小于乙柴油机的功率C 甲柴油机消耗的柴油多于乙柴油机消耗的柴油D 在功率相同的情况下 甲柴油机消耗的柴油少于乙柴油机消耗的 解 ACD 甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高 说明甲柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比大 也就是功率相同的甲乙两台柴油机 完成相同的有用功 甲柴油机消耗的柴油少于乙柴油机消耗的柴油 选项AC错误 选项D正确 B 机器的效率是做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量之比 功率是机器做功快慢 两者没有联系 此选项错误 故选D D 课堂探究 三 有关燃料燃烧放热的计算 想一想 为什么发射火箭上天要用氢做燃料 课堂探究 根据热值表 计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量 氢的热值是1 4 108J kg 放出热量Q 热值 质量 1 4 108J kg 10 103kg 1 4 1012J 再算算 若用干木柴完全燃烧来获得这些热量 需要多少吨干木柴 干木柴的热值1 2 107J kg 需要干木柴 约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量 典例分析 例题3 一台汽油机的飞轮转速为600r min 则1s内 A 完成10个冲程 做功10次B 完成10个冲程 做功5次C 完成20个冲程 做功10次D 完成20个冲程 做功5次 解 汽油机完成1个工作循环 飞轮转2转 完成4个冲程 对外做功1次 若飞轮的转速为600r min 10r s 即每秒完成5个工作循环 完成20个冲程 对外做功5次 故D正确 故选D D 课堂探究 四 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 课堂探究 课堂探究 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 典例分析 例题4 讨论交流 如何保护我们的环境 改进燃烧设备 加装消烟除尘装置 集中供热 改用气体燃料 普及煤气和天然气 充分开发利用污染少和无污染的新能源 本课小结 一 热机的能量损失 燃料未完全燃烧 废气带走能量 克服磨擦消耗能量二 热机效率 热机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三 环境保护1 环境污染2 防治措施 拓展练习 1 2013年12月 我国长征三号乙运载火箭成功地将 嫦娥三号 送向太空 并实现了 玉兔 探月 火箭燃料中有液态氢 液态氢常作为燃料 是因为液态氢具有 A 含有较多的热量B 较小的密度C 较大的比热容D 较大的热值 2 甲乙两台柴油机 甲的效率低于乙的效率 意义是 A 甲的功率大于乙的功率B 甲消耗的燃料多于乙