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1、第四节 热机效率和环境保护,燃料的热值,柴、煤炭、煤油、煤气、天然气；,一、燃料的分类,固体燃料、液体燃料和气体燃料。,例如：,二、燃料燃烧的化学反应,能量转化： 作用： 猜测：,化学能-内能,给人类提供绝大部分能量，来加热或做功；,相同质量的不同燃料，完全燃烧时放出的热量相同吗 ？,三、热值 燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，转变为内能。相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热量是不同的。,1、定义：,2、单位及符号：,某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。其符号是q。,J/kg, (J/m3),3、燃料的热值表、意义,木炭: 3.4
2、107J/kg,1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4107J.,煤气:,3.9107J/m3,物理意义:,1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3.9107J.,物理意义:,练习：,1kg汽油的热值小，2kg汽油的热值大？ 1m天然气完全燃烧的热值大，未完全燃烧的热值小？ 1kg干木柴完全燃烧放出的热量？2kg？,四、计算热量公式,1、公式：,Q放=mq,2、例题：,小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg的烟煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的热量（烟煤的热值q=2.7107J/kg)?,解：Q=mq =1.5kg2.7107J/kg =4.05107J,答：这些煤完全燃烧放出的热量为4.0
3、5107J。,5kg40的水烧开，需要完全燃烧的多少kg的干木柴？（燃料完全燃烧放热全部被水吸收）,五、燃料的利用率,思考： 上例中小明烧水用了1.5kg的烟煤，这些煤 完全燃烧放出的热量为4.05107J，实际放 出的热量是4.05107J吗？为什么？水实际 吸收的热量呢？,水实际吸收的热量，称为有效利用的热量。,1、炉子的效率,1）定义：,2）公式：,有效利用的热量（水吸收的热量）与 燃料完 全燃烧放出的热量之比。,2、提高燃料利用率，节约能源的措施,1）使煤充分燃烧，将煤磨成煤粒，加大送风量。,2）加大受热面积，减少烟气带走的热量。,3、热机的效率,1）定义：,用来做有用功的那部分能量与
4、燃料完全燃烧放出的能量之比。,2）公式：,=,Q放,W有,3）在内燃机中，燃料所释放的能量都到哪里去了？,做有用功的能量,废气带走的能量,汽缸散热及摩擦损失的能量,损耗1：_,损耗2： ,损耗3： _,燃料燃烧产生能量,在热机的各种能量的损失中, _带走的能量最多。,设法利用热机_的能量，是提高燃料利用率的重要措施。,做有用功,废气排出带走,机件传热损失,克服摩擦消耗,废气,废气,损耗4： _,部分燃料未完全燃烧,热机中的能量损耗,废气排出带走能量； 机械传热损失能量； 克服摩擦消耗能量； 部分燃料未完全燃烧； 都是引起能量损失的原因。因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率。,蒸气机效率最低：
5、6%15%； 汽油机效率：20%30%； 柴油机效率：30%45%。,4）、提高热机效率的途径和节能方法： （l）尽可能减少各种热损失，如保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量； （2）充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。,课外拓展,柴油机的节能效果可以从以下几方面思考: 1、看柴油是否充分燃烧，燃烧越充分，排出尾气的柴油味将越淡，颜色越淡。 2、内能转化为机械能的效率，在同样负荷情况下，尾气温度越低，说明转化为机械能越多，机械效率越高。,例题：把5kg40的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（
6、已知干木柴的热值为1.2107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收） 解：,Q吸=cm（t-t0） =4200J/(kg0C)5kg600C =1.26 106J； Q放Q吸 m1=Q放/q = 1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg,小结：,1、燃料的热值,2、热机的效率总小于100%,3、热机中的能量损耗,4、提高热机效率的途径,热机的使用改变了这个世界，_了社会的发展。,推动,六、热机带来的环境污染和环保措施,空气污染和噪声污染。 环境保护的措施： 1、改进燃烧设备，消除烟尘； 2、研究和研发低能耗，少污染的高性能热机； 3、充分开发利用绿色能
7、源。如太阳能、氢气等； 4、在内燃机的排气管上安装消声器，以减少噪声污染。,阅读材料,1. 汽车尾气污染 滚滚车流给我们的环境带来的污染已经到了触目惊心的地步。有资料显示，我国的汽车尾气排放标准比大多数发达国家落后近10年，并且执行情况参差不齐。与美国标准相比，我国汽车一氧化碳(CO)排放量上限高出56%，氮氧化合物高出32%，碳氢化合物则高出3倍以上。即使是达到排放标准的车辆，其排放的一氧化碳数量也是欧洲车辆的2倍左右，碳氢化合物和氮氧化物排放数量是欧洲车辆的3倍以上。虽然上海和北京标准较高，但是与欧洲和美国相比仍然宽松很多。专家指出：我国各大城市污染正在从煤烟型污染向汽车尾气型污染转化。,
8、有调查表明，我国许多城市的机动车尾气已成为大气污染的首要来源。广州市空气主要污染源为：机动车尾气占22%，工业排放占20.4%，建筑工地扬尘占19.2%；一向享有“人间天堂”美誉的杭州市这几年也越来越严重地遭受机动车尾气污染之苦，即便是晴好天气，城市上空也常是灰蒙蒙一片，污染指数与广州市不相上下；作为第一批环保模范城市的深圳，如今机动车尾气污染竟然已占大气污染的70%，每年排放各种有害物质达20多万吨，并且还在以每年超过20%的速度增加；北京的汽车污染形势同样严峻。随着城市煤烟型污染控制取得成效，今后城市机动车排放污染对空气质量的影响将越来越突出。,不可否认，汽车产业对经济有巨大的拉动作用，而
9、治理污染付出的代价也不应视而不见。以北京为例：北京现在每年在大气治理上要花费100亿元人民币，到2008年总共要花费近1000亿元人民币，其中用于机动车尾气治理的至少有几百亿。如果把全国的情况算起来，那将是一个天文数字。 同时，覆盖在我国城市上空的以汽车尾气为主的烟雾更导致了庞大的医疗成本。世界银行发布的报告显示：中国肺病发病率在过去30年翻了一番。因空气污染导致的医疗成本增加以及工人生病丧失的生产力使得中国GDP的5%被抵消掉。我国的污染如此严重，以至于美国国务院不允许家庭成员患哮喘的外交官在我国某些城市任职。,课堂练习,1、要提高热机效率必须 （ ） A.让更多的燃料燃烧 B.提高热机功率
10、 C.减少各种热损失 D.利用热值大的燃料 2、关于热机和环保的说法正确的是 （ ） A.所有的热机都是用汽油作燃料 B.热机的大量使用会造成大气污染 C.热机产生的噪声可被消声器完全消除 3、说出几种你所认识的绿色新能源。,C,B,太阳能、水能、风能、地热能等,4、某汽油机效率为20，这表示它每做100J的有用功要完全燃烧产生_ J能量的汽油，要向外散失_ J的能量。 5、甲、乙两辆汽车，甲汽油机效率比乙汽油机效率高，这表明（ ） A甲做功比乙多。 B甲做功比乙少。 C甲消耗的汽油比乙少。 D相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油少。 6、一台效率为40的柴油机，当输出6600J的有用功时，消耗的柴油量为多少千克？ （q柴油=3.3107 J/kg）,500,400,D,7、一辆60KW的载重汽车，保持功率不变在平直的马路上行驶，受到的阻力是 4.5 N，发动机每小时耗油20L，求： （1）发动机的效率。 （2）如果油箱内还有汽油50L，那么还能行驶多远？（汽油 =0.8 ，q汽油=4.6 J） 解(1) w=pt=6010003600=216000000 J=2.16108J Q=mq = 0.8103 m32010-34.6107 =7.36108J =WQ=2.16108J7.361014J=0.29=29,