九年级物理全13.4热机效率和环境保护市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件

第十三章内能与热机第四节热机效率和环境保护第1页人类利用能量主要是从燃料燃烧中取得内能它们都离不开燃料第2页1、常见燃料：煤、石油、天然气、木材或植物秸秆等燃料燃烧过程是化学能转变为内能过程2、燃料共同特点：固体燃料液体燃料气体燃料第3页

不一样燃料放热本事相同吗？怎么比较它们谁放热本事强呢？想想议议第4页约0.73Kg约2.8Kg约1.16Kg说明：不一样燃料燃烧释放能量不一样第5页经验告诉我们，等质量煤和干木柴，充分燃烧，煤放出热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量本事。不一样燃料燃烧释放出能量能力是不一样

不一样燃料放热本事相同吗？怎么比较它们谁放热本事强呢？想想议议第6页单位：J/Kg一.燃料热值为了研究不一样燃料燃烧释放能量能力不一样特征——热值用字母：q

表示

某种燃料完全燃烧放出热量与所用燃料质量之比，叫做这种燃料热值。或J/m3（气体）第7页［强调］（1）热值定义中：注意“必须完全燃烧”；（2）热值是燃料主要特征，反应燃料燃烧时化学能转化为内能本事大小。只与燃料种类相关，与质量和是否完全燃烧无关。第8页1kg干木柴完全燃烧释放出1.2×107J热量；那么质量为m

kg干木柴完全燃烧释放出多少J热量，怎么计算？Q=mq公式：或：Q=Vq燃料完全燃烧释放热量燃料质量燃料热值燃料体积第9页

请同学们阅读教材51页“常见燃料热值”，并从表中查出“干木柴”、“烟煤”、“液化石油气”热值，说说它们表示意义？Zxx，k

干木柴热值为1.2×107J/Kg，表示1千克干木材完全燃烧放出热量为1.2×107J

烟煤热值为2.9×107J/Kg，表示1千克烟煤完全燃烧放出热量为2.9×107J

液化石油气热值为4.9×107J/m3，表示1m3液化气完全燃烧放出热量为4.9×107J第10页为何发射火箭上天要用氢做燃料？想一想第11页例1：计算5Kg汽油完全燃烧释放热量。（q=4.6×107J/Kg）已知：m=5Kg,q=4.6×107J/Kg求:Q解:Q=mq=5Kg×4.6×107J/Kg=2.3×108J答:完全燃烧释放热量为2.3×108J第12页例2：在1个标准大气压下，将5kg40℃水烧开，需要完全燃烧多少kg干木柴？（已知干木柴燃烧值为1.2×107J/kg，而且燃料完全燃烧放出热量全部被水吸收）分析：利用吸热公式Q吸=Cm(t-t0)能够算出将水烧开要吸收多少热量，（解题时应注意在1个标准大气压下，水沸点是100℃，即水烧开时温度为100℃），再利用Q吸=Q放和燃料燃烧值求干木柴质量。1.26×106J，0.105kg第13页Q吸=Cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-40℃)=1.26×106J因为Q吸=Q放=1.26×106J所以干木柴质量解：第14页二、热机效率交流与讨论：

热机工作时，能不能把燃料所蕴藏化学能全部用来对外做有用功？

热机工作时，并不能将燃料所蕴藏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。第15页1、部分燃料未完全燃烧2、克服摩擦消耗能量转变为对外做有用功能量4、机械传热损失能量3、废气排出带走能量第16页热机效率：热机工作时，对外做有用功与燃料完全燃烧所释放能量比值称为热机效率。炉子效率：有效利用热量与燃料完全燃烧放出热量比值η＝Q有/Q总×100％第17页1、部分燃料未完全燃烧2、克服摩擦消耗能量转变为对外做有用功能量4、机械传热损失能量3、废气排出带走能量议一议：怎样提升热机效率？第18页怎样提升热机效率？使燃料充分燃烧;尽可能降低各种热量损失；在热机设计和制造上采取先进技术；注意保养，确保良好润滑，降低因克服摩擦阻力而额外消耗能量。第19页想想看：热机效率能到达100﹪吗？为何？不能。因为热机在工作过程中一定有能量损失。请同学们阅读教材52页倒数第二段，了解各种热机效率。第20页三、环境保护热机为人类发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。第21页第22页1.对人体健康直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾毒性比二氧化硫大得多,能够侵入肺深部组织,引发肺水肿等疾病而使人致死.2.引发河流、湖泊水体酸化,严重影响水生动植物生长.Zxx。k3.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.渗透地下,使水中铝、铜、锌、镉含量比中性地下水中高很多倍.酸雨危害第23页第24页第25页第26页洛杉机光化学烟雾事件

首先，什么是光化学烟雾呢?氮氧化物、烃类等一次污染物在阳光紫外线作用下发生一系列光化学反应，生成臭氧(占产物85%以上)、过氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、酮类和有机酸等二次污染物，这些一次污染物和二次污染物形成混合物称为光化学烟雾，它呈浅兰色、有刺激性和很强氧化性，可造成人类及动植物疾病、建筑物毁坏等危害。洛杉机光化学烟雾事件是指40年代早期至50年代，发生于美国洛杉机市一系列光化学烟雾事件总称。该市临海依山，处于50公里长盆地中，一年有300天出现逆温(即大气层某一高度上温度不随高度递减，出现反常增加或不变。这会妨碍大气向上对流扩散和污染物扩散)，5～10月阳光强烈。因为大量汽车排放含氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等废气，加之洛杉机市特殊地理及气候条件，自1943年开始，形成了屡次光化学烟雾事件。当地居民纷纷反应有眼睛或喉咙刺激，其中以1952年一次最为严重，大批居民发生眼睛红肿、喉痛、咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功效衰竭，造成近400位65岁以上老人死亡。另外，植物大面积死亡，车祸增多。第27页环境保护办法：1、加强立法，控制人为污染2、改进燃烧装置，加装消烟除尘设备，以降低烟尘排放3、推广、普及“环境保护型能源”4、人口密集区采取集中共热，提升燃料利用率5、种植绿色植物，净化空气第28页小结：1、热值：①概念：

②单位；③公式：④计算：2、热机效率：①概念：

②提升热机效率路径：详细办法：3、保护环境，从我做起。把1千克某种燃料完全燃烧释放出能量（热量）叫做这种燃料热值。用q表示。

J/kg（固体、液体）J/m3（气体）Q＝mq（或Q＝Vq）

热机转变为有用功能量与燃料完全燃烧所释放能量比值称为热机效率。用η表示。

公式：η＝Q有/Q总×100％降低热机各种能量损失

首先要降低燃烧过程中热量损失;

其次是减小机械摩擦以降低机械损失.

再次是尽可能简化机械传动部分,以降低机械损失.第29页当堂检测反馈A2、航天工业中火箭是用液态氢作为燃料，这是因为液态氢含有（）

A、较小质量B、较小密度

C、较大比热容D、较大热值D1、四口之家分别单独使用不一样种类燃料时平均月消耗分别为：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。这四种燃料中热值最高是()A、液化石油气B、煤气

C、烟煤D、木柴第30页4、相关热值概念，以下说法中正确是()A、燃料完全燃烧时，它热值最大B、没有燃烧燃料，热值等于零C、燃料燃烧时放出热量越多，热值越大D、燃料热值与燃烧情况和质量无关，只与燃料种类相关。5、无烟煤热值大于干木柴热值，则()A、烧无烟煤比烧干木柴产生热量多B、要使它们放出一样多热量，完全燃烧无烟煤质量小于完全燃烧干木柴质量C、烧无烟煤比烧干木柴产生烟尘多D、煤比木柴含有热量多DB第31页3、柴油机是工农业生产中惯用热机，已知某型号柴油机效率是30%，在柴油机内完全燃烧2千克柴油能放热

J，这些热经过柴油机转化能对外做有用功

J。

（柴油热值为3.3×107J/kg)4、完全燃烧140克焦炭（焦炭热值为3.0×107J/kg)能放出多少热量？若这些热量30%被水吸收，则能使30kg、20℃水温度升高到多少度？6.6×1071.98×1074.2×106J30℃第32页1、为节约能源，需提升热机效率，以下办法中不能提升效率是()A、尽可能使燃料充分燃烧B、尽可能增加热机工作时间C、尽可能降低废气带走热量D、尽可能降低热机部件间摩擦B2、一个含0.6kg无烟煤蜂窝煤，能将9kg

、20℃水烧开

（一个标准大气压下）

，而0.6kg液化气能够供普通人家一天做饭、烧开水、洗澡用水。这么看来不一样燃料

不一样，若q无烟煤=3.4×107J/kg，那么这个煤炉效率是

。热值14.8％第33页4、用煤气灶既方便又环境保护，普通煤气灶正常工作时。15min可使质量为4Kg、温度为23℃水沸腾，该城市水沸点为93℃，求：⑴水吸收热量；⑵若煤气灶放出热量70%被水吸收，煤气灶实际放出热量为多少?【C水=4.2×103J／(kg·℃)】解（1)Q吸=Cm(t2-t1)=4.2×103J／(kg·℃)×4kg×(93℃-23℃)=1.176×106J（2）∵Q吸=70%Q放

∴Q放=Q吸/70%=1.176×106J/70%=1.68×106J第34页晴天垂直于题太阳光地球表面上接收到太阳热辐射能量约J=1.26×103J/m2.s。太阳能热水器集热管接收太阳辐射能面积S=1.5m2，假如热水器中盛有40kg、10℃水，在太阳照射下使水温上升30℃需要多少时间？（热水器效率为50%）解（1）水吸收热量：

Q吸=cm△t

=4.2×103J/（kg·

℃）×40kg×30℃

=5.04×106J．

（2）∵Q吸=50%Q放

∴Q放=Q吸/50%=1.008×107J又Q放=JSt∴t=Q放/JS=1.008×107/(1.26×103×1.5)=5333(S)第35页5、某建筑工地使用如图所表示装置搬运建筑材料．已知柴油机效率是40％，柴油热值是4×107J／kg，用此装置将一块重为3200N建筑材料提升5m。历时4s，消耗柴油为4g（1）4g柴油完全燃烧放出多少热量？柴油机输出功率多大？（2）提升这块建筑材料做有用功是多少？整个装置效率多大？（3）请对该工地采取此装置施工合理性进行评价．第36页已知：η柴＝40%，q=4×107J/kg,G=3200N，

h=5m,t=4s,m柴=4g=4×10-3kg求：（1）Q放；P出；（2）W有；η总；（3）评价解：（1）Q放=m柴q=4×10-3kg×4×107J/kg=1.6×105J由η＝Q