九年级物理全册 热机效率和环境保护 新版沪科版1 26页

柴薪 煤炭 石油 天然气 从哪里获得内能？　 　　不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？ 　　经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。 一、燃料的热值　 想想议议 　　某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比， 叫做这种燃料的 热值 。 　　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/m 3 。 1 ．热值 　　热值在数值上等于 1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量。 （ 1 ）定义 （ 2 ）物理意义 （ 3 ）单位 观察热值表，你有什么收获？ 煤油 4.6X10 7 木炭 3.4X10 7 汽油 4.6X10 7 无烟煤 3.4X10 7 氢气 14.3X10 7 石油 4.4X10 7 焦碳 3.0X10 7 天然气 4.4X10 7 柴油 3.3X10 7 烟煤 2.9X10 7 煤气 4.2X10 7 酒精 3.0X10 7 干木柴 1.2X10 7 气体 液体 固体 常用燃料的热值（单位： J/kg ） 2 ．了解燃料的热值表 烟煤的热值是多少，其物理意义是什么？ 热值是燃料的一种 特性 ，其大小只与 燃料的种类 有关，与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关 　　为什么发射火箭上天要用氢做燃料？ 3 ．有关燃料燃烧放热的计算 想一想 热值计算公式 　　根据热值表，计算一下 10 吨 氢 完全燃烧放出多少焦耳的热量？ 　　再算算，若用 干木柴 完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？ 　　氢的热值是 1.4 × 10 8 J/kg 　　干木柴的热值 1.2 × 10 7 J/kg 放出热量 Q = 热值 × 质量 =1.4 × 10 8 J/kg × 10 × 10 3 kg =1.4 × 10 12 J 需要干木柴 　　约 120 吨 干木柴 完全燃烧放出的热量等于 10 吨 氢完全燃烧放出的热量。 　　 　　在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？ 无用的机械 能 有用机械能 二、热机的效率　 想一想 燃气内能 损失的内能 热机的效率 1 ．用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做 热机的效率 。 各种热机的效率 : 汽油机： 20﹪~30﹪ 柴油机： 30﹪~40﹪ 喷气式发动机： 50﹪~60﹪ 蒸汽机 :6﹪~15﹪ 蒸汽机的效率只有 6%~15% 汽油机的效率为 20%~30% 柴油机的效率为 30%~45% （ 1 ）热机的效率是热机性能的重要指标 2 ． 提高热机效率，节约能源，减少污染 （ 2 ）提高效率的途径 　　 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； 　　 改进热机，减少各种能量损失； 　　 利用废气的能量。 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 . 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 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。 　　 练一练 1 、关于燃料的热值正确的是（ ） A ．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B ．燃料的热值与燃料的种类有关 C ．燃料的热值与燃料的多少有关 D ．燃料的热值与上面三个因素都有关 解析：选 B. 热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系 . B 2 、下面说法不正确的是（ ） A ．燃料燃烧时，将化学能转化为内能 B ．人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的 C ． l kg 的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值 D ．提高燃料的利用率是节约能源的重要措施 解析：选 C. l kg 的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，必须加上“完全”两个字，故 C 错 . C 练一练 　　 3 ．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占 25 ％，废气带走的能量占 30 ％，摩擦等机械损耗占 10 ％，则内燃机的热机效率为 __________ 。 35% 练一练 练一练 4 、下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ ） A ．减少各种热损失 B ．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦 C ．充分利用废气的能量，如建热电站 D ．采取少消耗总能量的办法 解析：选 D. 提高热机效率的方法是减少各种能量损失，充分利用燃料放出的能量，减小摩擦尽量少做额外功等 . D 　　 5 ． 已知干木柴的热值是1.2×10 7 J/kg ，完全燃烧 0.7 kg 干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由 20 ℃ 升高到 70 ℃ ？已知水的比热容为 4.2×10 3 J/(kg·℃) 。 练一练 　　 Q = 1.2×10 7 J/kg×0.7 kg = 8.4×10 6 J 　　 m = Q c ( t - t 0 ) 8.4×10 6 J 4.2×10 3 J/(kg·℃)×(70 ℃ - 20 ℃) 　　 = 　　 = 40 kg 成功的信念在人脑中的作用就如闹钟，会在你需要时将你唤醒。