(共29张PPT)
第四节
热机效率和环境保护
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.了解提高效率的途径。
4.知道热机与环境保护的关系。
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。
燃料及其热值
如图表示一个四口之家使用某种燃料时的月消耗量。使用不同燃料，消耗量是不同的。为什么？
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。
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，某种燃料完全燃烧所放出的热量与所用该燃料的质量的比值叫做燃料的热值。
热值的符号：q
单位： J/kg （J/m3）
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大小的物理量，同种燃料的热值与燃料的质量无关。
燃料的价值
Q=mq
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
ｑ：燃料的热值
ｍ：燃料的质量
燃料的热值
内能的利用
利用内能来加热
利用内能来做功
几种燃料的热值（J/kg,J/m3）
氢
1.4 ×108 （J·m-3 ）
汽油
4.6 ×107
酒精
3.0×107
柴油
3.3 ×107
煤气（约）1.8 ×
107（J·m-3 ）
煤油
4.6 ×107
天然气(3.3～4.5) ×107（J·m-3 ）
烟煤（约）
2.9 ×107
无烟煤（约）
3.4 ×107
焦炭
3.0 ×107
木炭
3.4 ×107
干木柴（约）
1.2 ×107
请计算：
干木柴
烟煤
汽油
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
热能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
热机效率
化学能
（100﹪ ）
内能
机械能
燃烧不完全损失的能量
废气带走的能量
克服摩擦损失的能量
电流通过导线时发热损失的能量
散热损失的能量
发电机
蒸汽轮机
锅炉
散热损失的能量
克服摩擦损失的能量
电能（30﹪）
火电站能流图
由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。
热机运转中，有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的
比值称为热机效率，即：
热机效率
W有
Q放
×100%
η=
议一议
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；
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。
热机的效率能达到100%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，因为各种热量损失受燃料条件的限制，这部分能量远远小于总能量，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%。
想一想
环境保护
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：
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
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。
1.四口之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200kg，烟煤约80kg，液化石油气约
30kg，煤气约60kg。这四种燃料中的热值最高的是( )
A.液化石油气 B.煤气
C.烟煤 D.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
3.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30%，在柴油机内完全燃烧2 kg柴油能放热
J，这些热通过柴油机的转化能对外做有用
功 J。（柴油的热值为3.3×107J/kg）
4.完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为3.0×107J/kg)能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使30kg 、20℃的水温度升高到多少度？
6.6×107
1.98×107
1.热值：
①概念： ②单位： ③公式： ④计算： 2.热机效率： ①概念： ②提高热机效率的途径： 具体措施：
卓越的人的一大优点是：在不利和艰难的遭遇里百折不挠。
