10.6 燃料的利用和环境保护 课件 （2024 新课标）(共36张PPT)

(共36张PPT)
课题 10.6 燃料的利用和环境保护
北师版 九年级 物理全一册
制作 高文超
教学目标
1.物理观念：
（1）了解不同燃料的热值。
（2）了解燃料利用对社会的贡献和给环境带来的影响。
2.科学思维：
质量相等的不同燃料充分燃烧放出的热量不相等。
教学目标
3.科学探究：
问题与思考“质量相等的不同燃料充分燃烧后放出的热量相同吗？”
4.科学态度与责任：
（1）感受自然科学的发展和先进技术的应用在推进人类社会发展的同时造成了环境污染，以利于理解可持续发展的内涵。
（2）认识当前人类现代化的生活对能源的依赖和能源紧缺对人类生存的挑战，认识到节约能源和开发能源才能实现可持续发展。
教学目标
教学重点
燃料的热值。
教学难点
燃料的有效利用，理解环境污染与燃料的有效利用关系。
新知导入
能够燃烧的物质叫作燃料。木材、煤是常用的固体燃料。
新知导入
能够燃烧的物质叫作燃料。汽油、柴油是常用的液体燃料。
新知导入
能够燃烧的物质叫作燃料。氢气、煤气、天然气是常用的气体燃料。
新知导入
质量相等的不同燃料完全燃烧释放的热量释放是否相等？
新知讲解
能够燃烧的物质叫作燃料。燃料的种类很多，固体燃料有木柴、煤等，液体燃料有汽油、柴油等，气体燃料有氢气、煤气、天然气等。燃烧是一种化学反应，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。
新知讲解
一、热值
观察与思考
取相同质量的上述各种燃料，让它们充分燃烧，放出的热量相同吗 根据你的生活经验做出判断，并猜测原因。
新知讲解
一、热值
由于燃料的成分不同，相同质量的不同燃料，在燃烧时化学能转化为内能的量是不同的。
某种燃料完全燃烧时化学能转化为内能的量(放出的热量)与其质量的比叫作这种燃料的热值(combustion value)。
新知讲解
一、热值
某种燃料完全燃烧时化学能转化为内能的量(放出的热量)与其质量的比叫作这种燃料的热值(combustion value)。
用q表示燃料的热值，Q表示质量为m的燃料完全燃烧放出的热量
热值的单位是J/kg。下表给出了一些燃料的热值。
新知讲解
一些燃料的热值 J/kg
氢 1.4×108 无烟煤 约3.4×107
煤油 4.6×107 焦炭 3.0×107
汽油 4.6×107 酒精 3.0×107
柴油 4.3×107 烟煤 约2.9×107
木炭 4.4×107 干木柴 约1.3×107
有些气体燃料的热值使用J/m3作为单位，如煤气的热值约为1.5×107 J/m3，天然气的热值约为3.8×107 J/m3。
新知讲解
科学窗
气体燃料的热值一般用J/m3作单位。它的大小是温度为0 °C、压强为1.01X105 Pa状态下每立方米该燃料完全燃烧时化学能转化为内能的数值。
天然气的热值约为3.8×107 J/m3。
新知讲解
二、燃料的有效利用
锅炉是利用燃料或其他能源把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉包括锅和炉两大部分，锅是指在火上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所。
新知讲解
二、燃料的有效利用
锅炉是利用燃料或其他能源把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉包括锅和炉两大部分，锅是指在火上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所。
燃料实际上很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的数值要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要少。锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作锅炉的效率。
新知讲解
二、燃料的有效利用
过去的锅炉（如图所示）比现在普通锅炉效率低，而现在普通锅炉效率一般只有60%左右，所以在节约能源、保护环境方面还有较大的潜力。提高燃料的利用率，是节约能源、保护环境的重要措施。
新知讲解
二、燃料的有效利用
现代化的大型锅炉(如图所示)，效率可达90%以上。
新知讲解
二、燃料的有效利用
利用现代化工手段，将煤转化为煤气再进行燃烧利用，既可以提高燃料的利用率，又可以减少燃烧时产生的二氧化硫、氮氧化物等有害气体对大气的污染；对于取暖锅炉、机车、汽车等一些消耗燃料的“大户”,通过技术改造改变它们的燃料品种和燃烧方式，可以提高燃料的利用率，减少其对环境的污染。
新知讲解
二、燃料的有效利用
我国是一个耗能大国。如果按年消耗燃煤10 亿吨，效率为30%来计算，那么只要将效率提高1%，即达到31%，就相当于每年节省3000多万吨燃煤。可见，提高燃料的利用率是多么重要，我们大家都要注意节约燃料。
新知讲解
二、燃料的有效利用
燃料的利用，改善了人类的生活，促进了社会的发展。然而，由于煤、石油等燃料往往含有杂质，在燃烧时会产生二氧化硫等有害气体，在燃烧不充分时，还会产生烟尘和一氧化碳。这些烟尘、废气是大气污染的主要来源。大气污染直接危害人体健康，影响植物的正常生长。大气中的二氧化硫和氮氧化物溶于水中发生化学变化，会产生酸雨，危害农作物、森林以及湖泊中的生物。
新知讲解
二、燃料的有效利用
烟尘、废气是大气污染的主要来源。大气污染直接危害人体健康，影响植物的正常生长。大气中的二氧化硫和氮氧化物溶于水中发生化学变化，会产生酸雨，危害农作物、森林以及湖泊中的生物。
新知讲解
二、燃料的有效利用
我们既要有效地利用能源，又要很好地控制和减弱它对大气的污染。保护环境已经成为重要的国策。我国正在着力推动能源清洁低碳高效利用，积极稳妥推进碳达峰碳中和，推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。
新知讲解
例题解析
某校每天要将1000kg温度为20℃的水烧开供师生饮用。若烧开水的锅炉无烟煤作为燃料，锅炉的效率为50%，每天需要完全燃烧多少无烟煤？
【水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）；无烟煤的热值取3.0×107J/kg】
新知讲解
例题解析
解：水吸收的热量
Q吸=cmΔt
=4.2×103J/（kg·℃）×1000kg×(100℃-20℃
=3.36×108J
无烟煤放出的热量
Q放=Q吸/50%=( 3.36×108J)/50%
=6.72×108J
需要无烟煤的质量
m=Q放/q=(6.72×108J)/(3.0×107J/kg)=22.4kg
新知讲解
实践活动
1.调查当地空气污染的主要污染物是什么，试提出消除或减小污染的措施。
2.调查当地燃料结构近年来的变化，研究和讨论这些变化对环境和社会的意义。
课堂练习
1.下列说法不正确的是（ ）
A. 能够燃烧的物质叫作燃料
B. 燃料在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能
C. 相同质量的不同燃料，完全燃烧放出的热量一定相等
D. 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量的比叫作这种燃料的热值
C
课堂练习
2.下列说法不正确的是（ ）
A. 燃料的热值的单位是J/kg
B. 燃料的热值是燃料自身的一种特性
C. 燃料的热值与燃料的质量无关
D. 燃料的热值与质量成反比
D
课堂练习
3.关于燃料的利用和环境保护的说法正确的是（ ）
A.燃料的利用会造成环境污染
B.热机都是用汽油做燃料
C.汽车排出的尾气全部是无毒气体
D.燃烧木材不会污染环境
A
课堂练习
4.下列说法正确的是（ ）
A. 燃料实际上都能完全燃烧
B. 锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量相等
C. 烧柴锅炉效率最高
D. 锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫作锅炉的效率
D
课堂练习
5.下列说法不正确的是（ ）
A. 提高燃烧的利用率是节约能源、保护环境的重要措施
B. 提高燃料的利用率，增大环境污染
C. 大气污染直接危害人体健康，影响植物正常生长
D. 我国正在着力推动能源清洁低碳高效利用，推动绿色发展，促进人与自然和谐共生
B
课堂总结
1.能够燃烧的物质叫作燃料。如木材、煤、汽油、柴油、氢气、天然气。在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。
2.某种燃料完全燃烧时放出的热量与其质量的比叫作这种热量的热值。热值的单位是J/kg。
3.燃料的有效利用
锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫作锅炉的效率。提高燃料的利用率是节约能源、保护环境的重要措施。
燃料的利用改善了人类的生活，促进了社会的发展。煤、石油等燃料在燃烧过程中会产生有害气体和粉尘污染大气。直接危害人体健康，影响植物生长。有效利用能源，控制和减少污染。
板书设计
1.能够燃烧的物质叫作燃料。如木材、煤、汽油、柴油、氢气、天然气。在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。
2.某种燃料完全燃烧时放出的热量与其质量的比叫作这种热量的热值。热值的单位是J/kg。
3.燃料的有效利用
锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫作锅炉的效率。提高燃料的利用率是节约能源、保护环境的重要措施。
燃料的利用改善了人类的生活，促进了社会的发展。煤、石油等燃料在燃烧过程中会产生有害气体和粉尘污染大气。直接危害人体健康，影响植物生长。有效利用能源，控制和减少污染。
作业布置
1.课堂作业P30.T2
2.家庭作业P30-31.T1、T3。
P31 阅读材料 从垃圾中获得能量
谢谢
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