12.4 热机效率和环境保护

(共32张PPT)
炒菜做饭、奔驰的汽车与火车、火力发电、直入苍穹的火箭等都离不开燃料。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。从原始人类学会用火起，至今，人们使用的能量绝大部分都还是通过燃烧燃料获得的。
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。
约2.8Kg
约1.16Kg
约0.73Kg
说明：
不同燃料燃烧释放的能量不同
1Kg某种燃料完全燃烧放出的能量（热量），叫做这种燃料的热值（heat value），热值用q表示。
单位：J/Kg 或 J/m
3
Q = mq
公式：
一.燃 料的热值
或：Q = Vq
燃料完全燃烧释放的热量
燃料的质量
燃料的热值
3.3 ~ 4.5
例题：计算4Kg柴油完全燃烧释放的热量。（q=3.3×107J/Kg ）
已知：
m=4Kg, q=3.3×107J/Kg
求:
Q
解:
Q=mq
=4Kg×3.3×107J/Kg
=1.32×108 J
答:完全燃烧释放的热量为1.32×108 J
酒精的热值是3×107J/Kg 它表示的含义是
___________________________
5L酒精完全燃烧放出的热量能使100Kg的水温度升高多少度 (不计热量损失 酒精的密度0.8x103Kg/m3 水的比热容是4.2x103J/(kg.0C) )
二、热机效率
热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了。
由图可见，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。
热机效率：
热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。
提高热机效率的主要途径:
减少热机工作中的各种能量损失.
具体方法:
首先要减少燃烧过程中的热量损失;
其次是要尽量简化机械传动部分,并选用优良的润滑材料减小摩擦,以减少机械损失.
如内燃机要掌握好火花塞点火或喷油嘴喷油的最佳时间;蒸汽类热机,常将煤研磨成粉状,用风吹入锅炉内燃烧.这些措施都可以使燃料燃烧得更充分一些.
各种热机的效率:
蒸汽机:6﹪~15﹪
汽油机：20﹪~30﹪
柴油机：30﹪~40﹪
飞机上的喷气式发动机：50﹪~60﹪
想想看：热机的效率能达到100 ﹪吗？为什么？
不能。
因为热机在工作过程中一定有能量损失。
1 一台大型推土机的推力约为3×104N，匀速推着土总行程达10km，消耗柴油约30.3kg,求推土机上装的柴油机的热机效率。
2 若q无烟煤＝3.4×107J/kg，5瓶水的质量约为9.5kg，从20℃烧开，那么这个煤炉的热效率是 多少
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。
燃料燃烧对环境的影响
数量庞大的汽车行驶时排放的废气污染是不可忽视的,在一些国家就曾发生过汽车排放的废气对城市严重污染的事件.如何在保持工业、交通发展的同时,又能控制废气与粉尘的污染,提高空气质量,保护我们生存的家园,已引起众多科学工作者和全世界各个国家的关注.
我国是正在发展中的国家,在发展建设的同时,也应注意到环境的保护,右表是我国1996年颁布的《大气环境质量标准》.标准把空气质量分为三级,一级标准适用于国家规定的自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区;二级标准适用于城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区等;三级标准适用于特定工业区等.
环境保护
热机为人类的发展做出丑了重大贡献，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
结束
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。
当堂检测反馈
1、四口这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200千克，烟煤约80千克，液化石油气约30千克，煤气约60千克。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2千克柴油能放热 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