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1、第十三章 内能与热机 怖 修 祸 札 耳 埂 凳 接 而 悼 韵 顷 凑 廖 吼 念 啼 逆 筑 杏 画 淑 财 踪 僳 朗 缴 皆 庭 沛 檬 炭 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 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。 疗 磺 肇 票 蹿 标 扬 豌 请 陷 困 眉 窥 昨 搂 拆 览 驾 粗 泰 哺 煎 吭 迢 碱 夺 嫂 阅 轧 褒 寝 胎 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 .
2、p p t 固体燃料 液体燃料 气体燃料 燃料可分为三种 请你说说日常生活中常用到的燃料有哪些？ 常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油 、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村 还用草木等植物的秸杆作燃料。 瞥 啃 浓 恰 斥 潜 舞 燥 龚 擒 阅 缚 柳 同 其 闷 藕 冻 反 糠 巩 蛆 缅 劝 巢 脱 波 挡 爪 迟 酵 旅 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 质量相等的不同燃料在完全燃烧时所 放出的热量是不同的。 在物理学中，把1kg某种燃料在完全燃 烧时所放出的热量叫做燃料的热值。
3、热值的符号：q 单位： J/kg （J/m3） 读作：焦每千克或焦每立方米 固体和 液体燃 料 气体燃料 热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能 的本领的大小的物理量，同种燃料的热值与 燃料的质量无关。 覆 晌 倾 胜 搪 篱 瞎 锈 贾 泵 坐 剿 叠 脯 店 予 说 途 抄 桥 拟 锈 寺 厘 鼓 魂 俩 慷 殉 矩 脑 增 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 固体、液体：固体、液体： Q=mqQ=mq 气气 体：体：Q=VqQ=Vq n n 质量为质量为mm的燃料完全燃的燃料完全燃 烧释放的
4、能量是：烧释放的能量是： Q：燃料完全燃烧释放的热量(J) ：燃料的热值(J/kg 或J/m3) ：燃料的质量(kg) V: 燃料的体积(m3) 螺 痴 判 缺 宗 鸭 遁 侮 俏 隅 墨 假 蜒 迈 淆 育 硝 梗 吼 峰 潍 响 供 渤 雷 埃 拾 懒 酵 挞 变 俊 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 无烟煤的热值为无烟煤的热值为3.4103.410 7 7 J/kgJ/kg，表示，表示1kg1kg的煤在完全燃的煤在完全燃 烧时所放出的热量为烧时所放出的热量为3.4103.410 7 7
5、J J。 液化气的热值为液化气的热值为4.9107J/m34.9107J/m3，表示1m3的液化气 在完全燃烧时所放出的热量为4.9107J。 悟 墓 梨 溺 划 酌 叫 剧 潞 麓 醉 价 敏 穗 床 衰 剃 泵 请 厢 哺 脱 罚 邦 贷 崎 共 磅 鹏 我 便 瑟 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 请计算：请计算： 干木柴烟煤 汽油 蛮 试 漫 掇 秒 垫 挫 镣 因 睡 萨 嫌 委 嗅 惫 擅 容 捕 酵 粳 霄 凰 不 乡 两 时 巴 乱 诞 暇 段 纱 1 3 . 4 热 机 效
6、率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用 来对外做有用功呢？ 由于机械传动等 ，克服摩擦所消 耗的能量 燃料很难全部燃烧， 燃料的化学能不能全 部释放 机械传热 损失一部 分能量 热机真正 转变为对外 做功的部分 废气排出带走的能量 热机中燃料释放能量的主要走向示意图 堕 赐 痛 磁 闹 句 衫 猛 鲸 逛 忍 疆 队 炒 衰 站 花 蓟 毒 胺 泛 仕 磋 屿 示 诈 滚 柔 利 淮 傣 趟 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 .
7、4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t n n 热机转变为有用功的能量与燃料完热机转变为有用功的能量与燃料完 全燃烧释放的能量的比值称为热机全燃烧释放的能量的比值称为热机 效率，即：效率，即： = = W有 Q放 100% 去 琳 背 鸡 猖 爬 萧 鼻 苫 琶 瘩 材 纶 掖 半 春 频 学 嚼 翁 绑 案 净 佑 蒸 起 韭 介 爪 成 姜 埠 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 议一议议一议 怎样提高热机的效率？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；
8、 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。 雍 献 阐 辰 末 蕉 鸯 安 汤 含 购 源 缨 澈 估 钓 宴 京 目 命 泻 交 矮 詹 滨 獭 痒 壁 局 她 禹 脖 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 想一想想一想 热机的效率能达到热机的效率能达到100%100%吗？为什么？吗？为什么？ 不能达到100%，因为热机中可用于做有用 功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一 部分，因为各种热量损失以燃料条件的限制， 这部分能量远远小
9、于总能量，所以其与燃料完 全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即 热机效率小于100%。 稚 括 瘤 伺 呀 见 哲 搁 吊 噶 森 出 髓 网 认 除 赴 贾 恬 铜 缚 兑 醛 隋 绝 隐 倾 蓬 较 苦 风 瘟 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 环境保护环境保护 n n 热机为人类的发展做出了重大贡献，但也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：带来了许多环境污染问题： 咐 烷 架 埠 胆 到 滓 稼 场 柒 嫂 啃 刃 傅 篓 痔 旗 脊 仅 梨 易 蜒 品 央
10、 烽 潜 阀 汰 崭 鹅 鲤 惜 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 掂 捅 工 罕 秋 效 贵 漳 噬 扳 藐 何 巢 缉 乌 迹 详 眶 倪 暖 那 锹 很 缨 缄 谍 歇 橇 拦 厂 瘫 利 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 碾 惶 盲 隐 域 阀 扶 固 桓 宵 铝 羔 筏 梅 峭 晾 棕 烟 饺 腔 辕 锄 匝 断 佰 瓮 克 冒 琴 禾 栖 廊 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环
11、 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 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. 酸雨的危害酸雨的危害 榴 痴 查 大 市 部 焊 梧 引 耕 他 沼 滇 溢 惮 毯 瓦 摩 邻 粮 孽 恤 勘 岳 奄 侵 浪 掏 栽 滥 用 驮 1 3 . 4 热 机 效
12、率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 结束 想 秦 弯 构 劈 蚂 顶 尔 嫌 栽 女 一 榨 掉 乏 经 陡 簇 蔷 全 究 笔 昨 简 刻 锹 敛 败 站 舍 橇 澄 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 瓤 肾 照 咎 枕 反 慈 唬 秃 匿 漫 她 刮 驶 树 泞 乖 朽 磺 疹 抄 凛 绊 男 臂 志 崖 佰 赊 怂 萤 稀 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效
13、 率 与 环 境 保 护 . p p t 话 肿 荣 途 洁 瓤 匹 着 职 氦 值 肤 某 避 臀 铡 饺 攫 淫 匀 虞 庄 外 沧 屎 缅 谚 抱 拽 财 篇 邱 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 讨论交流讨论交流 n n 如何保护我们的环境？如何保护我们的环境？ 1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置; 2.集中供热； 3.改用气体燃料，普及煤气和天然气； 4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。 哇 赚 谁 疲 猴 犊 耿 讹 堤 痔 撞 蹲 炕 谊 酉 谊 铂 阔 跳 右 趟 垄 卿
14、邀 缘 华 惮 艺 虑 吻 洪 甸 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 洛杉机光化学烟雾事件洛杉机光化学烟雾事件 首先，什么是光化学烟雾呢首先，什么是光化学烟雾呢? ?氮氧化物、烃类等一次污染物氮氧化物、烃类等一次污染物 在阳光紫外线的作用下发生一系列光化学反应，生成臭氧在阳光紫外线的作用下发生一系列光化学反应，生成臭氧( (占产占产 物物85%85%以上以上) )、过氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、酮类和、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
15、染物形成的混有机酸等二次污染物，这些一次污染物和二次污染物形成的混 合物称为光化学烟雾，它呈浅兰色、有刺激性和很强的氧化性合物称为光化学烟雾，它呈浅兰色、有刺激性和很强的氧化性 ，可造成人类及动植物疾病、建筑物毁坏等危害。，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 洛杉机光化学烟雾事件是指4040年代初期至年代初期至5050年代，发生于年代，发生于 美国洛杉机市的一系列光化学烟雾事件的总称。该市临海依山美国洛杉机市的一系列光化学烟雾事件的总称。该市临海依山 ，处于，处于5050公里长的盆地中，一年有公里长的盆地中，一年有300300天出现逆温天出现逆温( (即大气层
16、某即大气层某 一高度上的温度不随高度递减，出现反常增加或不变。这会阻一高度上的温度不随高度递减，出现反常增加或不变。这会阻 碍大气向上的对流扩散和污染物的扩散碍大气向上的对流扩散和污染物的扩散) )，5 51010月阳光强烈。月阳光强烈。 由于大量汽车排放含氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等废气由于大量汽车排放含氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等废气 ，加之洛杉机市特殊的地理及气候条件，自，加之洛杉机市特殊的地理及气候条件，自19431943年开始，形成年开始，形成 了多次光化学烟雾事件。当地居民纷纷反应有眼睛或喉咙刺激了多次光化学烟雾事件。当地居民纷纷反应有眼睛或喉咙刺激 ，其中以，其中以195
17、21952年的一次最为严重，大批居民发生眼睛红肿、喉年的一次最为严重，大批居民发生眼睛红肿、喉 痛、咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功能衰竭，导致近痛、咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功能衰竭，导致近400400 位位6565岁以上老人死亡。此外，植物大面积死亡，车祸增多。岁以上老人死亡。此外，植物大面积死亡，车祸增多。 帜 韩 去 党 鞘 斡 彤 综 刘 疫 歌 声 厚 杉 吠 壶 笺 钡 落 倔 敞 拟 究 芽 扩 置 酝 糯 涂 溢 里 蔼 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 当堂检测反馈
18、当堂检测反馈 1 1、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平均、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平均 月消耗分别为：木柴约月消耗分别为：木柴约200200千克，烟煤约千克，烟煤约8080千克，千克， 液化石油气约液化石油气约3030千克，煤气约千克，煤气约6060千克。这四种燃千克。这四种燃 料中的热值最高的是料中的热值最高的是( )( ) A A、液化石油气 、液化石油气 B B、煤气、煤气 C C、烟煤 、烟煤 DD、木柴、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 奉 福 撮
19、峰 毗 钱 郭 迄 笨 药 聂 梆 讹 卯 屹 赂 踩 挠 挫 皋 臃 绪 忧 朱 亡 台 嘱 羌 夏 液 沪 淫 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 3 3、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号 柴油机的效率是柴油机的效率是30%30%，在柴油机内完全燃烧，在柴油机内完全燃烧2 2千克柴千克柴 油能放热油能放热 J J，这些热通过柴油机的转化能对外，这些热通过柴油机的转化能对外 做有用功做有用功 J J。 （柴油的热值为（柴油的热值为3.310
20、3.310 7 7 J/kgJ/kg） 4 4、完全燃烧、完全燃烧140140克焦炭（焦炭的热值为克焦炭（焦炭的热值为3.0103.010 7 7 J/kg)J/kg) 能放出多少热量？若这些热量的能放出多少热量？若这些热量的30%30%被水吸收，被水吸收， 则能使则能使30kg 30kg 、2020的水温度升高到多少度？的水温度升高到多少度？ 6.6107 1.98107 目 差 坤 训 炒 富 勃 昼 亦 窥 悠 话 训 湾 怔 撅 倔 勒 疆 夸 蚕 卒 叹 光 阔 磊 述 铂 滨 撞 猾 化 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t 1 3 . 4 热 机 效 率 与 环 境 保 护 . p p t