10.6 燃料的利用和环境保护 课件(共21张PPT) 2024-2025学年物理北师大版（2024）九年级全一册

(共21张PPT)
第十章 机械能、内能及其转化
第6节 燃料的利用和环境保护
你知道火箭是如何获得巨大的机械能的吗？它用的是什么燃料呢？为什么发射火箭不用汽油或柴油呢？
【思考】
新知导入
热 值
1.知道燃料燃烧过程中，化学能转化为内能。
2.知道燃料热值的概念及其单位。
3.了解提高燃料利用率的措施。
4.环境污染及保护措施。
学习目标
煤
酒精
天然气
若用这些燃料加热相同质量的水，需要燃料的多少一样吗？
不一样，因为质量相等的不同燃料(种类)在完全燃烧时所放出能量的本领不同。
一、热值
新知学习
　　某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。
2.意义：
3.公式：
某种燃料完全燃烧时化学能转化为内能的量（放出的热量）与其质量之比叫作这种燃料的热值
1.定义：
　　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。
4.单位：
固体或液体
气体燃料
深度理解:
“完全燃烧”指的是一定量的物质在一定条件下燃烧时化学能全部转化为内能的现象。但是这种燃烧状态只是一种理想状态，生活中很难满足燃料完全燃烧。
燃料的热值
常用燃料的热值（单位：J/kg或J/cm3）
1. 燃料的种类不同，燃料的热值一般不同；但也有可能相同，如煤油和汽油等。
2. 热值是燃料的一种特性，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小。燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。
1. 关于燃料的热值，下列说法正确的是（　 ）
A．燃料的热值越大，燃烧时达到的温度就越高　
B．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多
C．燃料燃烧越充分，则燃料的热值就越大　
D．燃料的热值与燃料的质量及燃烧情况无关
D
课堂练习
2、计算7Kg汽油完全燃烧释放的热量（q=4.6×107J/Kg ）
已知：
m=7Kg, q=4.6×107J/Kg
求:
Q
解:
Q=mq
=7Kg×4.6×107J/Kg
=3.22×108 J
答:完全燃烧释放的热量为3.22×108 J
为什么炉渣颜色有的黑有的白？靠近炉灶有什么感觉？
不能完全燃烧
热，温度比周围高
放出来的热量比按热值计算的小
有效利用的热量比放出来的小
二、燃料的有效利用
燃料能量的走向
克服摩擦消耗能量
废气排出带走能量
机械传热损失能量
部分燃料未完全燃烧
转化为对外做有用功的能量
锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧所释放的热量的比值称为锅炉的效率。
做有用功的热量
燃料完全燃烧放出的热量
锅炉的效率
2.公式
1.定义
锅炉的效率是锅炉性能的重要指标。锅炉的效率高，它的性能就越好。从而节约能源，减少污染。
锅炉的效率
提高燃料利用率的方法
(1)将煤转化为煤气再进行燃烧利用；
(2)通过技术改造改变它们的燃烧品种和燃烧方式；
(3)减少烟气带走的热量、选用隔热材料、减少对外界散热等。
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，这部分能量远小于总能量，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
1. 为节约能源，需提高热机的效率，下列说法中错误的是（ ）
A. 尽量使燃料充分燃烧
B. 尽量减少热机部件间的摩擦
C. 尽量减少废气带走的热量
D. 尽量增加热机的工作时间，就可以让热机的效率达到 100%
D
课堂练习
2、用天然气灶烧水，燃烧1m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃。天然气热值3.2×107J/m3，求
（1）1m3天然气完全燃烧放出热量；
（2）水吸收的热量；
（3）天然气灶的效率。
解析：（1）天然气完全燃烧放出的热量： Q放=Vq=1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J；
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（70℃-20℃）=2.1×107J；
（3）天然气灶的效率：
煤、汽油、柴油等燃料
二氧化硫氮氧化物
溶于水
化学变化
酸雨
燃烧
有杂质
燃烧不充分
烟尘、废气
大气污染
三、环境污染及保护
酸雨的危害
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。
保护环境的措施
1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;
2.集中供热；
3.改用气体燃料，普及煤气和天然气；
4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。
1、下列关于热值的说法正确的是(　　)
A．物质的热值跟物质燃烧放出的热量有关
B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
D．热值只与燃料的种类有关
D
课堂练习
2、用煤气灶把初温为20 ℃，质量为2 kg的水加热到70 ℃，水吸收的热量________J。若煤气燃烧时放出的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧______kg的煤气。事实上，将这壶水加热到70 ℃需要的煤气质量更________。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107 J/kg]
水吸收的热量：Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(70 ℃－20 ℃)＝4.2×105 J；由题意可知，Q放＝Q吸＝4.2×105 J，根据Q＝mq可得，消耗煤气的质量：
由于有热损失，则事实上将这壶水加热到70 ℃需要的煤气质量更多。
4.2×105
0.01
多
燃料的利用和环境保护
热值
燃料的有效利用
锅炉的效率
提高燃料利用率的方法
环境污染及保护
定义、公式、单位等
危害和保护措施
课堂总结