第四节热机效率和环境保护

它 们 都 离 不 开 燃 料 。 1、 常 见 的 燃 料 ：煤 、 石 油 、 天 然 气 、 木 材 或 植 物 秸 秆 等燃 料 燃 烧 的 过 程 是 化 学 能 转 变 为 内 能 的 过 程2、 燃 料 的 共 同 特 点 ：固 体 燃 料 液 体 燃 料气 体 燃 料 约 0.73Kg约 2.8Kg 约 1.16Kg说 明 ： 相 同 质 量 的 不 同 燃 料 完 全 燃 烧 释 放 的 能 量 是 不 相 等 的 不 同 燃 料 燃 烧 释 放 的 能 量 不 同不 同 燃 料 燃 烧 释 放 能 量 的 能 力 一 样 吗 ? 3.单 位 ： J/Kg（ 固 体 和 液 体 ） 一 .燃 料 的 热 值1.物 理 意 义 ： 燃 料 燃 烧 释 放 能 量 的 能 力或 J/m3（ 气 体 ）2、 定 义 ： 某 种 燃 料 完 全 燃 烧 放 出 的 热 量与 其 质 量 （ 体 积 ） 之 比 叫 做 这 种 燃 料 的 热值 。 4、 热 量 的 有 关 计 算 ：（ 1） 固 体 或 液 体 燃 料 ： Q放 = mq（ 2） 气 体 燃 料 ： Q放 = Vq 6 7 观 察 热 值 表 ， 你 有 什 么 收 获 ？煤 油 4.6 10 7木 炭 3.4 107 汽 油 4.6 107无 烟 煤 3.4 107 氢 气 14.3 107石 油 4.4 107焦 炭 3.0 107 天 然 气柴 油 4.3 107烟 煤 2.9 107 煤 气 3.9 107酒 精 3.0 107干 木 柴 1.2 107 气 体液 体固 体 常 用 燃 料 的 热 值 （ 单 位 ： J/kg） （ 7.18.8) 107 1.不 同 物 质 的 热 值 一 般 相 同 吗 ？2有 没 有 不 同 物 质 热 值 相 同 的 ？3哪 种 物 质 的 热 值 最 大 ？ 它 是 多少 ？ 表 示 的 物 理 意 义 是 什 么 ？ 强 调 （ 1） 热 值 定 义 中 ： 注 意 “ 必 须 完 全 燃烧 ” ；（ 2） 热 值 是 燃 料 的 重 要 特 性 ， 反 映 燃料 燃 烧 时 化 学 能 转 化 为 内 能 的 本 领 的大 小 。 只 与 燃 料 的 种 类 有 关 ， 与 质 量和 是 否 完 全 燃 烧 无 关 。 10 例 题 ： 某 个 家 庭 预 计 每 月 使 用 天 然 气 4m3， 这 些 天然 气 完 全 燃 烧 放 出 多 少 热 量 ， 相 当 于 多 少 kg柴 薪完 全 燃 烧 放 出 的 热 量 （ q气 为 7.5 107J/m3， q柴 为 107J/kg）解 ： Q放 =Vq气 =4m3 7.5 107J/m3 =3 108J； m=Q放 /q柴 =3 108J/107J/kg=30kg。答 ： 天 然 气 完 全 燃 烧 放 出 热 量 是 3 10 8J, 相 当 于 30 kg柴薪 完 全 燃 烧 放 出 的 热 量 。 这 些 能 量 是 否 都 转 化 成 人 们 需 要 的 了 二 、 热 机 效 率交 流 与 讨 论 ： 热 机 工 作 时 ， 能 不 能 把 燃 料 所 蕴 藏 的 化 学 能 全部 用 来 对 外 做 有 用 功 ？ 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 。 1、 部 分 燃 料未 完 全 燃 烧 2、 克 服 摩 擦消 耗 能 量 转 变 为 对外 做 有 用功 的 能 量4、 机 械 传 热损 失 能 量3、 废 气 排出 带 走 能 量 13 1、 定 义 ： 用 来 做 有 用 功 的 那 部分 能 量 与 燃 料 完 全 燃 烧 释 放 的能 量 之 比 称 为 热 机 效 率 ， 即 ：W有Q放=二 、 热 机 效 率 1、 部 分 燃 料未 完 全 燃 烧 2、 克 服 摩 擦消 耗 能 量 转 变 为 对外 做 有 用功 的 能 量4、 机 械 传 热损 失 能 量3、 废 气 排出 带 走 能 量议一议：怎样提高热机效率？ 2、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 。 例 ： 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） 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 炉 子 的 效 率 ： 有 效 利 用 的 热 量 与 燃 料 完 全 燃 烧放 出 的 热 量 的 比 值 Q有 /Q总 100 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 . Zxx。 k3.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 环 保 措 施 ：1、 加 强 立 法 ， 控 制 人 为 污 染2、 改 进 燃 烧 装 置 ， 加 装 消 烟 除 尘 设 备 ， 以 减 少 烟尘 排 放3、 推 广 、 普 及 “ 环 保 型 能 源 ”4、 人 口 密 集 区 采 取 集 中 共 热 ， 提 高 燃 料 利 用 率5、 种 植 绿 色 植 物 ， 净 化 空 气 我 的 收 获 我 还 想 知 道 当 堂 检 测 反 馈 A2、 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D1、 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 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 4、 有 关 热 值 的 概 念 ， 下 列 说 法 中 正 确 的 是 ( )A、 燃 料 完 全 燃 烧 时 ， 它 的 热 值 最 大B、 没 有 燃 烧 的 燃 料 ， 热 值 等 于 零C、 燃 料 燃 烧 时 放 出 的 热 量 越 多 ， 热 值 越 大D、 燃 料 的 热 值 与 燃 烧 情 况 和 质 量 无 关 ， 只 与 燃料 种 类 有 关 。5、 无 烟 煤 的 热 值 大 于 干 木 柴 的 热 值 ， 则 ( )A、 烧 无 烟 煤 比 烧 干 木 柴 产 生 的 热 量 多B、 要 使 它 们 放 出 同 样 多 的 热 量 ， 完 全 燃 烧 的 无烟 煤 的 质 量 小 于 完 全 燃 烧 的 干 木 柴 的 质 量C、 烧 无 烟 煤 比 烧 干 木 柴 产 生 的 烟 尘 多D、 煤 比 木 柴 含 有 的 热 量 多 DB 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 1071.98 1074.2 10 6J 30