熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)第十三章

內(nèi)能與熱機(jī)1.熱機(jī)是將______能轉(zhuǎn)化為_______能的機(jī)械，其中______是現(xiàn)代社會(huì)最常見的一種熱機(jī)，其工作過程以一個(gè)循環(huán)為一個(gè)單元，一個(gè)循環(huán)又分為四個(gè)沖程。分別是________、_______、________、_________。_______沖程對(duì)外提供動(dòng)力。2.物體在溫度變化時(shí)所吸收或放出的熱量計(jì)算公式Q=_______。（利用比熱容公式）內(nèi)機(jī)械內(nèi)燃機(jī)吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程做功cm?t

溫故入新柴薪煤炭石油天然氣從哪里獲得內(nèi)能？燃料燃燒的過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。

質(zhì)量相等的不同燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱量是相同的嗎？01.從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)燃料的熱值，知道燃料熱值的物理意義、單位及計(jì)算。02.通過能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，認(rèn)識(shí)并會(huì)正確計(jì)算熱機(jī)效率。03.知道提高熱機(jī)效率的主要途徑。學(xué)習(xí)目標(biāo)04.知道熱機(jī)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系。一、學(xué)習(xí)要求：閱讀教材P51的內(nèi)容，初識(shí)并記憶下面三個(gè)知識(shí)點(diǎn)，2分鐘后隨機(jī)提問。1.熱值的物理意義；2.熱值的定義及符號(hào)；3.熱值的計(jì)算公式；4.熱值的單位。自主學(xué)習(xí)某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比。2.定義：3.公式：表示燃料完全燃燒時(shí)放熱本領(lǐng)的物理量。熱值在數(shù)值上等于1kg（或1m3）質(zhì)量（或體積）的某種燃料完全燃燒放出的熱量。1.意義：國際單位：焦每千克；符號(hào)：J/kg。氣體燃料的單位：焦每立方米；符號(hào)：J/m3。4.單位：固體或液體氣體燃料深度理解:“完全燃燒”指的是一定量的物質(zhì)在一定條件下燃燒時(shí)化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象。但是這種燃燒狀態(tài)只是一種理想狀態(tài)，生活中很難滿足燃料完全燃燒。熱值

q煤油4.6×107

木炭3.4×107汽油4.6×107無煙煤3.4×107氫氣14.3×107石油4.4×107

焦碳3.0×107天然氣4.4×107柴油3.3×107

煙煤2.9×107

煤氣4.2×107酒精3.0×107干木柴1.2×107

氣體

液體

固體常用燃料的熱值（單位：J/kg或J/cm3）1.燃料的種類不同，燃料的熱值一般不同；但也有可能相同，如煤油和汽油等。2.熱值是燃料的一種特性，反映了不同燃料在燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的本領(lǐng)的大小。燃料的熱值只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積以及是否完全燃燒無關(guān)。2.關(guān)于燃料的熱值，下列說法正確的是（）A．燃料的熱值越大，燃燒時(shí)達(dá)到的溫度就越高B．燃料的熱值越大，燃燒時(shí)放出的熱量就越多C．燃料燃燒越充分，則燃料的熱值就越大D．燃料的熱值與燃料的質(zhì)量及燃燒情況無關(guān)DB闖一闖1.一杯酒精倒出一半，剩余酒精的質(zhì)量、密度、比熱容和熱值的變化情況是（）A.

質(zhì)量、密度、比熱容和熱值不變B.

質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼囊话?，密度、比熱容和熱值不變C.

質(zhì)量和密度變?yōu)樵瓉淼囊话?，比熱容和熱值不變D.

質(zhì)量和熱值變?yōu)樵瓉淼囊话?，密度和比熱容不?.焦炭的熱值是3.0×107J/kg，最少燃燒多少克的焦炭才可獲得6×103J的熱量。解：由Q=mq可知，答：最少需燃燒0.2g的焦炭。

闖一闖一、學(xué)習(xí)要求：閱讀教材P52和P53的內(nèi)容，思考下面的問題。1.熱機(jī)燃料能量的主要走向都有哪些？2.熱機(jī)效率的定義是什么？如何用公式表示？3.常見的熱機(jī)效率分別大概是多少？4.提高熱機(jī)效率的途徑有哪些？二、學(xué)習(xí)時(shí)間：2分鐘。自主學(xué)習(xí)由于機(jī)械傳動(dòng)等，克服摩擦所消耗的能量燃料很難全部燃燒，燃料的化學(xué)能不能全部釋放機(jī)械傳熱損失一部分能量?jī)?nèi)能真正轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做功的部分廢氣排出帶走的能量熱機(jī)燃料能量的走向熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，對(duì)外做的有用功與燃料完全燃燒所釋放的能量的比值稱為熱機(jī)效率。做有用功的能量燃料完全燃燒放出的能量熱機(jī)效率2.定義式1.定義（1）熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)。熱機(jī)的效率高，它的機(jī)械性能就越好。在做功同樣多的情況下，就消耗更少的燃料，從而節(jié)約能源，減少污染。（2）熱機(jī)的效率總小于1。熱機(jī)效率汽油機(jī)的效率為20%~30%蒸汽機(jī)的效率只有6%~15%柴油機(jī)的效率為30%~40%噴氣式飛機(jī)的效率為50%~60%常見熱機(jī)的效率1.使燃料更加充分地燃燒。2.在設(shè)計(jì)和制造熱機(jī)時(shí)，不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新，以減少各種能量的損失。3.在各零件上涂上潤滑油，減少機(jī)械間摩擦所損失的能量。4.充分利用廢氣的能量，提高燃料的利用率。加大與氧氣的接觸面積提高熱機(jī)效率的途徑4.如圖是某內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)的能量流向圖。該內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)效率是()A．25%B．35%C．40%D．75%B闖一闖5.為節(jié)約能源，需提高熱機(jī)的效率，下列說法中錯(cuò)誤的是（?）A.盡量使燃料充分燃燒

B.盡量減少熱機(jī)部件間的摩擦

C.盡量減少廢氣帶走的熱量

D.盡量增加熱機(jī)的工作時(shí)間，就可以讓熱機(jī)的效率達(dá)到100%D6.一輛汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為66.15kW，每小時(shí)耗（柴）油14kg，請(qǐng)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。（柴油的燃燒值為4.3×107J/kg）解：發(fā)動(dòng)機(jī)每小時(shí)做的功:W=Pt=66150W×3600s≈2.38×108J完全燃燒14kg柴油放出的能量:Q總=mq=14kg×4.3×107J/kg=6.02×108J做有用功的能量：W有=W≈2.38×108J發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：答：發(fā)動(dòng)機(jī)的效率約為39.5%。闖一闖7.用爐具燒水時(shí)，將10kg的水從20℃加熱到100℃，燃燒了0.5kg的焦炭。水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃），焦炭的熱值是3.0×107J/kg。試求：（1）水吸收的熱量是多少？（2）0.5kg焦炭完全燃燒釋放的熱量是多少？（3）該爐具燒水的熱效率是多少？解：（1）水吸收的熱量Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×10kg×（100℃-20℃）=3.36×106J。（2）焦炭釋放的熱量Q放=qm′=3.0×107J/kg×0.5kg=1.5×107J。（3）該爐具燒水的熱效率η=

×100%

=×100%=22.4%。

闖一闖1.熱機(jī)為人類的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，但也帶來了許多環(huán)境污染問題。環(huán)境保護(hù)

2.保護(hù)的環(huán)境的措施：（1）改進(jìn)燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置;（2）集中供熱；