13.4热机效率和环境保护2022-2023学年沪科版物理九年级(共20张PPT)

(共20张PPT)
13.4热机效率和环境保护
第十三章　内能与热机
学习目标
1.知道燃料的热值及其计算。
2. 了解什么是热机效率和提高热机效率的主要途径
3.了解热机效率，知道热机工作时燃料释放能量的主要流向．
4.知道热机与环境保护的关系。
热机
内 能
机械能
做功
燃料的化学能
燃烧
柴薪
煤炭
石油
天然气
从哪里获得内能？　
思考1：相同条件下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？
　　不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？
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
一、燃料的热值　
单位：J/Kg（固液）
一.燃料的热值
1.定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与所用燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值(q)。
或 J/m3（气体）
热值表示不同燃料燃烧释放能量的能力,在数值上等于1kg的物体完全燃烧放出的热量
物理意义：1kg的干木材完全燃烧放出的热量是1.2X107J
干木材：1.2x107J/kg
燃料 热值 燃料 热值 燃料 热值
干木柴 1.2×107 酒精 3.0×107 氢气 1.4×108
烟煤 2.9×107 柴油 4.3×107 天然气 3.3×107-
4.5×107
无烟煤 3.4×107 汽油 4.6×107 液化石油气 4.9×107
焦炭 3.0×107 煤油 4.6×107
木炭 3.4×107 原油 4.4×107 煤气 1.8×107
3.热值表
单位：J/kg
单位：J/m3
热值是燃料的一种特性，只与燃料种类有关，不同燃料的热值一般不同
由热值的定义我们知道：
1kg的干木柴完全燃烧释放出1.2×107J的热量；
二.热量的计算
mkg的干木柴完全燃烧释放出______J的热量
Q=mq(适用于固体、液体)
或：Q = Vq（适用于气体）
Q=mq(适用于固体、液体)
质量为m的燃料完全燃烧释放的能量是：
Q：燃料完全燃烧释放的热量（J）
ｑ：燃料的热值（J/kg）
ｍ：燃料的质量（kg)
或：Q = Vq（适用于气体）
二.热量的计算
典例与精析
例题 计算4kg的柴油完全燃烧释放的热量．
解：4kg的柴油完全燃烧释放的热量：
Q=mq
=4kg×4.3×107J/kg
=1.72×108J．
．
约2.8Kg
约1.16Kg
约0.73Kg
热机中燃料释放能量的主要走向示意图
部分燃料未完全燃烧
由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量
废气排出带走的能量
机械传热损失能量
转化为对外做功有用的机械能
　　
无用的机械能
有用机械能
三、热机的效率　
燃气内能
损失的内能
真正能转变为对外能量做有用功的能量只是燃
料燃烧时所释放的一部分。
化学能
内能
机械能
内能
1000J
5000J
500J
500J
利用能量的效率：有用的能量比上总支出的能量
热机的效率
1．用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。
议一议
怎样提高热机的效率？
主要途径：减少热机工作中的各种能量损失
（1）使燃料尽可能完全燃烧（煤粉、鼓风）
（2）减小机械摩擦（选用优良润滑油）
(3）尽量简化机械传动部分（三角旋转式发动机
蒸汽机的效率只有6%~15%
汽油机的效率为 20%~30%
柴油机的效率为30%~45%
思考：热机的效率能否达到100％ ？为什么？
环境保护
四
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：
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。
课堂小结