2021-2022学年度沪科版九年级物理上册课件 13.4 热机效率和环境保护(共25张PPT)

(共25张PPT)
第十三章 内能与热机
九年级物理沪科版·上册
第四节 热机效率和环境保护
授课人：XXXX
新课引入
观察并回答：
燃料燃烧：
化学能转化为内能
火力发电
烧水做饭
火箭升空
学习目标
新知讲解
一、燃料的热值
选用这几种不同的燃料，所需的燃料质量相同吗？
思考
新知讲解
实验结论：完全燃烧相同质量的不同燃料放出的热量是不相等的。
新知讲解
　　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。
2.定义：
表示燃料完全燃烧时释放热量的能力。
1.意义：
　　国际单位：焦每千克；符号：J/kg。
　　气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
3.单位：
对于气体燃料而言，热值则是某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的体积之比。
新知讲解
注意
1.物理意义： 热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
2.热值是燃料本身的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积以及燃烧情况无关。
4.常见燃料的热值
新知讲解
5.公式：
质量为m的燃料完全燃烧放出的热量：
：燃料完全燃烧放出的热量，单位是J。
m：燃料的质量，单位是kg。
q ：燃料的热值，对应单位是J/kg。
体积为V的燃料完全燃烧放出的热量：
：燃料完全燃烧放出的热量。
V：燃料的体积，单位是m3。
q ：燃料的热值，对应单位是J/m3。
新知讲解
例题：
计算4kg的柴油完全燃烧释放的热量。
已知：q=4.3×107J/kg，m= 4kg
求：Q。
解：=
答：4kg的柴油完全燃烧释放的热量为。
500g汽油完全燃烧时，可以放出多少热量？
强化训练
已知：q=4.6×107J/kg，m=500g= 0.5kg
求：Q。
解：=
答：500g的汽油完全燃烧放出的热量为。
强化训练
思考并回答：
在日常生产、生活实际中，人们要获取的热量，所需要燃烧的汽油要远大于500g，请思考，可能的原因有哪些？
（1）在多数情况下，燃料都不可能完全燃烧，因此，燃料燃烧时实际放出的热量往往少于根据热值计算出来的热量。
（2）燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。
新知讲解
二、热机的效率
热机工作时，燃料所蕴藏的化学能有很大一部分损耗掉了，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时放出热量的一部分。
注意
新知讲解
热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值。
1.定义：
2.公式：
注意
1.热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。
2.热机的效率总小于1。
新知讲解
汽油机的效率为 20%~30%
蒸汽机的效率只有6%~15%
3.常见热机的效率
柴油机的效率为30%~40%
喷气式飞机的效率为 50%~60%
新知讲解
4.提高热机效率的方法：减少热机工作中的各种能量损失。
（1）尽可能使燃料充分燃烧；
（2）尽量减小各种热量损失；
（3）机件间保持良好的润滑以减小摩擦。
一辆汽车在平直公路上匀速行驶了6.9km，受到的阻力3.0×103N，消耗汽油1.5kg，汽油的热值q= 4.6×107J /kg。求（1）牵引力所做的功。（2）热机的效率。
解:（1）牵引力大小为：F=f= 3.0×103N
牵引力所做的功：W有=Fs= 3.0×103N ×6.9×103m=2.07×107J
（2）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq = 1.5kg ×4.6×107J /kg= 6.9×107J
热机的效率: = =30%
η=
W有
Q放
2.07×107J
6.9×107J
强化训练
新知讲解
三、环境保护
1.热机的利用带来的环境污染
汽车排放尾气燃料燃烧排放的烟尘使大气十分浑浊，排放的二氧化硫、二氧化碳和氮氧化合物，会形成酸雨，危害植物，污染环境。
新知讲解
2.怎样控制热机对环境造成的污染
（1）改进燃烧设备，消除烟尘；
（2）提高燃料的综合利用，采取之中供热
（3）充分利用污染少和无污染的能源
知识总结
目标测试
1.（2018·龙东） 一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到，则干木柴的热值为___________J/kg，干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）
1.2×107
不变
2.对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 (　　 )
A.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比
B.燃料没燃烧时就没有热值
C.就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关
D.容易燃烧的燃料热值一定大
C
目标测试
3.下列说法正确的是（ ）
A.燃料燃烧时，质量越大，热值越大。
B.燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况无关。
C.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小。
D.燃烧1kg某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值。
B
目标测试
4.下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（　　）
A.热机排出的尾气没有内能
B.热值越大的燃料，燃烧时放出的热量越多
C.热机的效率能达到100%
D.热机的大量使用会造成环境污染
D
目标测试
5.酒精的热值是３×107J／kg，要放出6.0×106J的热量，需完全燃烧多少kg酒精 如果燃气的密度为1.2kg/m3,燃气的热值为4×107J／m3,要放出同样的热量，需完全燃烧多少kg的燃气？
解：需完全燃烧酒精的质量：m1= = =0.2kg
Q放
q1
6.0×106J
３×107J／kg
需完全燃烧燃气的体积：V = = =0.15 m3
Q放
q2
6.0×106J
4×107J／m3
完全燃烧燃气的质量： m2 = ρV= 1.2kg/m3×0.15 m3=0.18kg
答：要放出6.0×106J的热量，需完全燃烧0.2kg酒精，完全燃烧0.18kg的燃气。
目标测试