课件26张PPT。柴薪煤炭石油天然气从哪里获得内能？ 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？ 经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。一、燃料的热值 想想议议 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。 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。1．热值 热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。（1）定义（2）物理意义 （3）单位观察热值表，你有什么收获？常用燃料的热值（单位：J/kg）2．了解燃料的热值表烟煤的热值是多少，其物理意义是什么？热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关 为什么发射火箭上天要用氢做燃料？3．有关燃料燃烧放热的计算想一想热值计算公式 根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？ 再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？ 氢的热值是1.4×108 J/kg 干木柴的热值1.2×107 J/kg放出热量Q = 热值×质量
=1.4×108 J/kg× 10×103 kg
=1.4×1012 J需要干木柴 约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。 在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？无用的机械
能二、热机的效率 想一想燃气内能损失的内能热机的效率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。各种热机的效率:汽油机：20﹪~30﹪柴油机：30﹪~40﹪喷气式发动机：50﹪~60﹪蒸汽机:6﹪~15﹪ 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%（1）热机的效率是热机性能的重要指标2．提高热机效率，节约能源，减少污染（2）提高效率的途径
提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；
改进热机，减少各种能量损失；
利用废气的能量。三、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。
练一练1、关于燃料的热值正确的是（ ）
A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关
B．燃料的热值与燃料的种类有关
C．燃料的热值与燃料的多少有关
D．燃料的热值与上面三个因素都有关解析：选B.热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系.B2、下面说法不正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能
B．人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的
C．l kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值
D．提高燃料的利用率是节约能源的重要措施解析：选C. l kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，必须加上“完全”两个字，故C错.C练一练 3．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为__________。 35%练一练练一练4、下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ ）
A．减少各种热损失
B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦
C．充分利用废气的能量，如建热电站
D．采取少消耗总能量的办法解析：选D.提高热机效率的方法是减少各种能量损失，充分利用燃料放出的能量，减小摩擦尽量少做额外功等.D 5．已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。练一练 Q = 1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J = 40 kg成功的信念在人脑中的作用就如闹钟，会在你需要时将你唤醒。第4节 热机效率和环境保护
【教学目标】
１、建立热值概念。知道热值是燃料燃烧放热的特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃烧放热的简单计算。
２、了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率，及提高热机效率的意义所在。
?３、了解热机的利用与人类社会发展的关系，并能简述热机的使用产生的排放物对环境不良影响，培养自觉的环保意识。
【教学重难点】
教学重点：了解热机效率及提高热机效率的途径，知道在利用热机形成的环保问题。
教学难点：热机效率的理解，并能用热机效率进行简单计算。
【导学过程】
【创设情景，引入新课】
人要生存，离不开能量，机器要运转，也离不开能量，而内能又是人类和各种动力机械主要利用的能量形式之一。而燃料的燃烧正是这一来源的主要途径。下面我们先来讨论燃料及与燃料有关的问题。
【自主预习案】
燃料的热值
1、常见的燃料有哪些，他们在燃烧时都会释放能量，但它们释放能量的能力是否相同呢？如果不同，那又如何来比较不同燃料燃烧释放能量的能力？
2、 叫做这种燃料的热值，用字母 表示，单位符号是 ，利用热值计算热量的公式是
思考：给热值下定义时你认为应该注意哪些？
气体燃料通常不用质量而用体积，因此计算气体燃料放热时，公式应该写成 单位符号是 。
3、观察常见燃料的热值表，说明热值是物质的 之一，汽油的热值是 ，它表示的物理意义是
热机的效率
1、认真阅读课本，掌握热机燃料燃烧能量的走向。
2、机械效率的定义是什么，我们如何定义热机效率？
计算公式应该写成
3、提高热机的效率的途径是
具体措施是
4、热机的效率能否达到100％？为什么？
【课堂探究案】
下图为汽油机做功冲程的示意图。若某型号单缸四冲程汽油机的活塞直径为60mm（面积
近似取S＝3.0×10－3m2），活塞冲程长度为L＝0.06m，某种工作状态下做功冲程燃气的平
均压强为p＝1.0×106Pa，活塞以n＝1380次/分钟作往复运动，汽油机往复运动两次，对
外做功一次。求：（1）汽油机在此工作状态下燃气每分钟对活塞做的功是多少？
（2）如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油，那么可放出多少热量？汽油
机把内能转化为机械能的效率是多少？（q汽＝4.6×107J/kg、不计摩擦）
（4）、观看图片：燃料燃烧造成的环境污染的有关图片和生活场景。
交流讨论：
①通过上面的展示，并联系我们的生活环境谈一谈：燃料燃烧对环境有哪些影响？（ 小组内互相说一说，来试试）
②结合生活实际谈谈：为了保护环境，应该怎样从我做起？（小组讨论，自主发言，大胆发言） 小组内评一评，谁说的最棒。
【当堂训练案】
1、现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有（ ）
A．较大的比热 B．较低的沸点 C．较大的热值 D．较高的凝固点
2、甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值，下列说法正确的是（ ）
A、甲种燃料比乙种燃料的热量少
B、通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值越大
C、完全燃烧mkg乙种燃料，刚好烧开一壶水，那么用mkg甲种燃料也能烧开这壶水
D、完全燃烧相同质量的两种燃料，乙种燃料放出的热量多
3、近期煤价节节攀升，少数不法商贩将矸石破碎后掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的（ ）
A、热值 B、比热容 C、温度 D、质量
4、下列关于提高锅炉效率的方法，正确的是（ ）
A、把块状燃料粉碎成粉末状 B、用鼓风机向炉膛吹气
C、利用热值大的燃料 D、向锅炉加大燃料的投放量
5、东北网哈尔滨5月11日电，哈尔滨今年将拔掉140户企事业单位的燃油小锅炉，并入热网集中供热，这种做法可以（ ）
A.提高燃料的热值 B.减少大气污染，有利于环境保护 C.节约能源 D.使燃料完全燃烧
内能的利用 热机知识总结
1 燃料的热值：1千克的某种燃烧完全燃烧放出的热量，叫这种燃料的热值
2 炉子的效率：炉子的有效利用热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
3 燃烧时能量的转化：化学能转化为内(热)能。
4 内能的两个基本应用：加热和做功。
5 内燃机的工作原理：汽油或柴油在气缸内燃烧，生成高温高压燃气，燃气再推动活塞做功。
6 内燃机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
在内燃机中，一个工作循环飞轮转两圈，活塞四个冲程。
冲程：在活塞的往复运动中，它从气缸的一端运动到另一端就叫做一个冲程。
7 内燃机的工作过程：在吸气冲程中，活塞向下移动，同时进气门打开，吸 进汽油和空气组成的燃气；在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭， 活塞向上运动，燃料的混合物被压缩，压强增大温度升高；在做功冲 程中，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压燃气，高 温高压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动；在排气冲程中，进气门仍关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸
8 汽油机和柴油机的不同：1吸气冲程中，吸进的工作物质不同，汽油机吸?进的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸进的是空气。2 有结构上汽油机气缸顶是火花塞，而柴油机是喷油嘴。3在工作方式上，汽油机?采用用火花塞的点燃式工作方式，柴油机采用压燃式工作方式。
9 火箭的工作原理：燃料和氧化剂在燃烧室中燃烧，生成高温高压燃气，并通过喷管向后高度喷出，对火箭产生推力而发射出去。
10 火箭的应用：用于发射探测器、航天器和人造卫星。
11热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比
热量和热机效率计算问题讲解
例1（热水器烧水效率问题）
天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为c=4 .2×103J/（kg?℃），天然气的热值为q=7.0×107J/m3。求：
（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放；（2）水吸收的热量Q吸；（3）燃气灶的效率η。
解析：（1）Q放=Vq=0.5×7.0×107 J=3.5×107 J
（2）Q吸=Cm△t=4.2×103×100×(70-20)J=2.1×107 J
(3) Q有=Q吸 Q总=Q放
η====60%
总结：这类题关键是找出有用的能量为水吸收的热量：Q有=Cm△t，总能量为燃料完全燃烧放出的热量：Q总=mq或太阳辐射的能量
例2（汽车发动机效率问题）
安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。
该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0
×103N，消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热
值q＝4×107J/kg，求：
（1）专用车牵引力所做的功？（2）该专用车的热机效率是多少？
解析：（1）专用汽车做匀速直线运动，F牵=f=3.0×103 N，则
牵引力做的功W=FS=3.0×103×5.6×103 J=1.68×107 J
（2）消耗的燃油质量为：m=ρV= 0.8×103×1.5×10－3kg=1.2 kg
则Q放=mq=1.2×4×107J=4.8×107 J
η===35%
总结：这类题关键是找出有用的能量为牵引力做的功：W=FS或W=Pt，总能量为燃油完全燃烧放出的热量：Q总=mq
例3（发电厂效率问题）
三峡水电站是世界上最大的水力发电站，每分钟发电量预计为8.7×1010 J
（1） 三峡水电站的发电量，相当于消耗多少千克煤完全燃烧产生的热量？（煤的热值为2.9×107J／kg）
（2）如果发电机输出的功率是0.09×1010 W,那么发电机的工作效率大概是多少？
解析：（1）消耗煤的质量为：= kg=3×kg
(2)三峡水电站的发电功率为总功率：
由题意输出功率为有用功率=0.09×1010 W，则发电机的工作效率为：
η==
总结：发电厂这类题，发装置输出的电能（电功率）为有用能量，而水具有的势能、风具有的风能、燃烧煤放出的能量（化学能），核裂变放出的核能、辐射的太阳能等为总能量（总功率）
例4（其他情景问题）
每到夏收季节，高淳农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤，使50kg、20℃的水温度升高到80℃。（热值为2.4×107J/kg）求：
（1）水需要吸收的热量。
（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤。
解析：（1）水吸收的热量：Q吸=Cm△t=4.2×103×50 ×（80-20）J=1.26×107 J
（2）设完全燃烧秆浆煤放出的热量为，由题意有，且有
则
（二）热机力学综合题型分析
基本思路：
设做功平均压强为排 P，活塞行程为L，面积为S，转速为n转/min，燃料热值为q，则
（1）活塞作用力为：F=PS （2）做一次功为：W=FL=PSL （3）做一次功所需要的时间：
(4)活塞做功的功率为： （5）一分钟内做功的次数为： 活塞一分钟做功为： （6）总能量为汽油或柴油燃烧放出的热量：Q=mq
(7)热机效率：η=
例题：一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程是25cm，做功冲程燃气产生的平均压强为9.84×105Pa，若飞轮的转速是600转/分钟，效率为30 ％，求汽油机在1小时内要消耗多少在汽油？（汽油的燃烧值为4.6×107J/kg）
解析：活塞产生的平均作用力为：F=PS=9.84×105×50×10-4 N=4920 N
活塞做一次功为：W=FL=4920×25×10-2 J=1230 J
飞轮转动2转做一次功，飞轮转速为600转/分钟，在一分钟内飞轮做功300次，则飞轮一小时内做的功为：
=1230×300×60 J=2.214×107 J
设完全燃烧汽油放出的热量为，有，则得
