1、第四節(jié) 熱機效率和環(huán)境保護,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,熱值的概念從生活中體會不同燃料燃 燒時釋放內(nèi)能的本領不同，建立燃料熱值的概念通過對比比熱容認識熱值的物理含義知識頻道，能力頻道例1、例2 熱機的效率結(jié)合熱機工作時能量的主要流向，認識熱機效率，并能大體了解提高熱機效率的途徑知識頻道，能力頻道例3 關(guān)于熱值和熱機致車的計算 會結(jié)合熱值和熱機效率的概念，求解熱值、熱機效率以及燃料的質(zhì)量例題頻道例l、例2、例3 環(huán)境保護 知道燃料的燃燒、熱機的應用帶來的環(huán)保問題知識頻道，例題頻道例4,知識頻道,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,1燃料的熱值,(1)定義：1 kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫

2、做這種燃料的熱值 (2)單位：焦千克(Jkg)，讀作焦每千克 (3)燃料燃燒放熱的計算公式：Q=mq(m為燃料的質(zhì)量，q為燃料的熱值，Q為燃燒放出的熱量),黃岡中學網(wǎng)校達州分校,探究導引：生活中，我們常用煤、石油、天然氣、木柴、植物秸稈等作燃料獲得能量但經(jīng)驗告訴我們，這些燃料釋放能量的能力是不同的，為了研究燃料釋放內(nèi)能的能力，人們引入了燃料熱值的概念,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,說明：（1）燃燒是種化學變化，是化學能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的過程，也就是常說的釋放能量。（2）熱值概念中“1kg”指出熱值是對一定質(zhì)量的燃料而言的，“某種燃料”說明熱值與燃料的種類有關(guān)，“完全燃燒”是指燃料燒完、燒盡。 （3）“J/k

3、g”是固、液體燃料熱值的常用單位，而氣體燃料熱值的常用單位是“J/m3”,讀作“焦每立方米”,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,2熱機效率,(1)定義：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機效率 (2)公式：,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,(3)提高熱機效率的主要途徑： 使燃料更充分燃燒； 盡量減少各種熱損失； 簡化機械傳動部分，保持良好的潤滑，減少克服摩擦的機械能損失 說明（1）由于熱機工作時總有能量損失，所以其效率不可能達到100%。 （2）熱機效率表明了熱機對燃料的利用率，因此熱機效率是驗證熱機性能的重要指標。,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,3環(huán)境保護,(1)熱機對環(huán)境的污染：大氣污染:主要

4、是二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、粉塵等；噪聲污染. (2)保護環(huán)境采取的措施：改進燃燒設備；采用集中供熱；充分開發(fā)利用無污染能源；在內(nèi)燃機上安裝消音裝置 說明：(1)環(huán)境污染不僅來源于工業(yè)、交通運輸工具，家庭爐灶和取暖設備也是環(huán)境污染的重要來源，所以保護環(huán)境與我們每個人都有關(guān)。 （2）對于燃料燃燒釋放的內(nèi)能，既要有效在利用它們，又要很好地控制污染。,能力頻道,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,理解燃料熱值的概念,理解例題1 某種燃料的熱值為 若燃燒l kg的該燃料，則放出的熱量( ) A一定等于 B一定大于 C一定小于 D可能等于,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,解析：根據(jù)燃料熱值的概念可知 是指1 kg該燃料完全

5、燃燒時釋放出的能量是 而本題中并沒有說明是否完全燃燒，如不是完全燃燒1 kg該物質(zhì)，放出的熱量將小于 所以A、B、C說法錯誤，只有D正確 答案：D 解題技巧：對于燃料熱值的含義要抓住兩個關(guān)鍵詞語：1 kg；完全燃燒,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,理解熱值的物理含義,理解例題2關(guān)于燃料的熱值，下列說法中正確的是( ) A容易燃燒的物質(zhì)，熱值一定大 B燃料的熱值大，完全燃燒時放出的熱量不一定多 C燃料燃燒越充分，則燃料的熱值就越大 D若某種燃料的質(zhì)量減半，該燃料的熱值也減半,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,解析：燃料的熱值指1 kg某種燃料完全燃燒所放出的熱量，是燃料本身的一種特性，其大小是個定值，故與燃料的質(zhì)量、

6、燃燒情況以及燃燒條件無關(guān)，A、C、D錯誤根據(jù)燃燒放熱公式Q=mq，燃料完全燃燒放出的熱量與燃料熱值和燃料質(zhì)量有關(guān)，僅僅是熱值大，燃燒放熱未必多，故B選項正確,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,答案：B 解題技巧：對于熱值的特性和熱值與熱量的關(guān)系，可對比物質(zhì)密度的特性和密度與質(zhì)量的關(guān)系來理解,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,弄清熱機效率的含義,理解例題3內(nèi)燃機的能流圖如圖1241所示，若燃料完全燃燒，則內(nèi)燃機的效率可表示為( ),黃岡中學網(wǎng)校達州分校,解析：熱機效率是指用來做有用功的能量和燃料完全燃燒放出的能量之比根據(jù)圖示知燃氣內(nèi)能E是燃料完全燃燒放出的能量，而有用機械能是做有用功的能量，故正確答案選D 答案：D 解

7、題技巧：搞清楚熱機工作時能量的走向，對比機械效率的定義，以“用來做有用功的那部分能量”為突破口,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,探究專欄,理解例題4學習熱學知識后，兩位同學設計了一個測定液化氣熱值的實驗：取500 g水放入鍋中，用溫度計測得水的初始溫度為20，讀出液化氣表的示數(shù)為12.560 m3然后用液化氣給水加熱，當溫度計的示數(shù)為80時，液化氣表的示數(shù)為12.563 m3設該燃料完全燃燒， 某種氣體燃料完全燃燒時所放出的熱量叫做該種氣體燃料的熱值 (1)求實驗過程中水吸收的熱量Q； (2)他們用水吸收的熱量Q和液化氣表的示數(shù)差V即所用液化氣的體積),根據(jù)q=QV,計算出了液化氣的熱值，請回答這個實驗

8、方案是否可行?并說明理由.,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,解析： 探完分析：在實驗中，當定性探究問題時，可以忽略一些次要因素，但當定量探究問題時，次要因素就不能忽略，因為此時可能會“失之毫厘，謬之千里”，造成實驗失敗因而要根據(jù)實際情況處理次要因素的影響,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,答案：(2)這個實驗方案不可行，因為液化氣燃燒時放出的熱量只有一部分被水吸收，還有一部分被鍋吸收和散失到了空氣中，所以液化氣燃燒放出的熱量不能直接得出，雖然體積可以得出，但不能通過q=QV來計算液化氣的熱值,例題頻道,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,題型分類解析,1關(guān)于熱值的簡單計算 【例l】 四口之家分別單獨使用不同種類的燃料時平均月消耗

9、量分別為：木材約200 kg，煙煤約80 kg，液化石油氣約30kg，煤氣約60 kg.假設這四種燃料都已經(jīng)完全燃燒，那么熱值最高的燃料是( ) A液化石油氣B煤氣 C煙煤 D木材,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,解析：根據(jù)燃料放熱的熱量公式Q=mq，可得q=Q/m，分別使用各種燃料都滿足一個月所需，所以各種燃料提供的能量相同，可見需要的燃料質(zhì)量越小，則熱值越高所用液化石油氣的質(zhì)量最小，故正確答案為A 答案：A,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,本題考查對熱值公式的簡單應用，要注意分析出用各種燃料提供的能量是否相同也可以根據(jù)熱值概念的定義作出解答 閱題筆記：燃料燃燒的放熱公式Q=mq，不僅可以用來求熱量，將其變形為

10、q=Q/m或m=Q/q，還可用來求燃料熱值或質(zhì)量 建議：深刻理解熱值概念，根據(jù)要求對公式靈活變形,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,2關(guān)于熱值的綜合計算,【例2】賣火柴的小女孩在嚴寒中只能靠點燃火柴取暖，已知一根火柴的質(zhì)量約為0065 g，火柴的平均熱值為 ,若不計熱量損失，則這根火柴完全燃燒能使1 m3的空氣溫度升高多少攝氏度?已知空氣的密度為 ，比熱容為,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,解析：這根火柴完全燃燒放出的熱量為： 1m3空氣的質(zhì)量為： 由于沒有熱損失，所以Q吸=Q放，則1m3空氣溫度升高了：,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,答案：0.6 本題綜合考查了熱值、密度和比熱容知識，綜合性較強，難度較大，一定要細心解答

11、 閱題筆記：由于不計熱損失，則Q吸=Q放，即有 故 然后再代入數(shù)據(jù)，進行解答 建議：抓住吸熱和放熱之間的等量關(guān)系，仿照熱平衡問題的解法解答,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,3關(guān)于熱機效率的計算 【例3】 甲、乙兩臺汽油機，它們的輸出功率相同，假如它們的效率分別為30和25，那么在相等的時間里，它們消耗的汽油量之比為,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,解析:根據(jù)熱機效率的概念可知， 所以從而 答案：5:6 此類計算題常把功、功率、燃料燃燒放熱同熱機效率相結(jié)合來考查,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,此類計算題常把功、功率、燃料燃燒放熱同熱機效率相結(jié)合來考查 閱題筆記：熱機效率在數(shù)值上等于機器做的有用功與燃料完全燃燒釋放的能量的比

12、值即 對公式進行變形，還可得到 兩個公式 建議：根據(jù)熱機效率的定義列出有關(guān)的等式，采用比例式方法對進行求解,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,4環(huán)保問題,【例4】 海南的大氣質(zhì)量位居全國前列，但局部污染現(xiàn)象仍然存在，為了讓海南天空更藍，空氣更好，請你用學過的物理知識提出控制和消除大氣污染的兩項建議,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,解答：(1)改進燃燒設備，加裝消煙除塵裝置，可以減少煙塵的排放量；(2)氣體燃料的污染小，在城市普及煤氣和天然氣的使用 先并清大氣污染的來源，再提出相對應的建議. 閱題筆記：工業(yè)企業(yè)、交通運輸工具、家庭爐灶和取暖設備排放的煙塵廢氣是大氣污染的主要來源 建議：聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際，進行分析討論

13、,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,思維創(chuàng)新突破,【例5】 黃岡市城區(qū)正在進行天然氣工程，有人表示贊同，有人表示反對，小剛同學收集了如下兩組數(shù)據(jù)： 請你決策： (填“A”或“B”) A繼續(xù)使用煤氣 B更換使用天然氣 簡單說明你作出這樣決策的理由是：,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,解析：使用煤氣時，平均每月的花費是：9元6=54元；而使用天然氣時平均每月的花費是：l5元3=45元，顯然使用天然氣更經(jīng)濟，但使用天然氣時還需要更換爐具花費70元 答案：若選A，理由是：原爐具浪費，還需要新投入；若選B，理由是：從長遠考慮更經(jīng)濟.,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,此題考查學生應用所學知識解決實際問題的能力。為開放題，答案不確定，但理由必須與決策統(tǒng)一。且合理 閱題筆記：在使用煤氣和天然氣時，哪一種燃料更經(jīng)濟實惠，哪一種決策就更好 建議：解答此類型的題目，要把問題放到所學的知識中去找到答案，還要把問題放到實際情景中去，檢驗答案是否符合常理,中考預覽,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,【例6】 (2006南通)小明家最近安裝了一臺太陽能熱水器，容積為80 L，裝滿水后，問： (1)熱水器中水的質(zhì)量是多少? (2)將這些水溫度升高50，所吸收的熱量若用燃燒煤氣獲得，需要完全燃燒多少煤氣?,黃岡中學網(wǎng)校達州分校,解析：(1)水的質(zhì)量為： (2)水溫度升高吸收的熱量為Q吸=c水m水t，完全燃燒煤氣放出的熱量為Q放=