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(共33张PPT)
13.4热机效率和环境保护
思考：汽车、轮船，汽车、热电站等都是从哪里获得能量来持续工作的呢？
思考
问题引入
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。
天然气
煤炭
木柴
酒精
在现代社会，人类所用能量的绝大部分是从燃料的燃烧（将 化学 能转化为 内能 ）中获得的．常用的燃料有几类？
固体燃料，如 干木材 、 煤炭 等；
液体燃料，如 汽油 、 柴油 等；
气体燃料，如 天然气 、 氢气 等．
液态氢气储罐
为什么发射火箭上天要用氢气、氧气做燃料？用其他种类的燃料做火箭燃料可以吗？
思考
提出问题
学习目标
知道为什么学习热值。
知道如何引入热值。
理解什么是热值，其单位是什么。
4、会说出不同燃料热值的物理意义。
5、会应用公式进行计算。
1、质量为1千克和3千克干木柴，燃烧情况一样，放出热量是否相同？这说明什么？
质量为1kg干木柴
质量为3kg干木柴
不同，同种燃料完全燃烧时放出热量跟燃料的质量有关。
燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关？
合作探究
完全燃烧1千克煤和1千克木柴，燃烧情况一样，煤放出的热量多。
2、完全燃烧1千克煤和1千克木柴，燃烧情况一样，谁放出的热量多？
实验证明：
燃料燃烧时放出的热量与哪些因素有关？
想想议议
质量相等的不同燃料，完全燃烧时放出的热量不等，跟燃料的种类有关
3、有2份同样的1千克干木柴，一份完全燃烧，另一份燃烧不充分。哪种情况放出热量多？
完全燃烧
燃烧不充分
质量相等的同种燃料，放出的热量与是否完全燃烧有关
燃料燃烧时放出的热量与哪些因素有关？
想想议议
结论
燃料燃烧时放出的热量与燃料的质量、
燃料的种类、燃烧情况有关。
小结
燃料燃烧时放出的热量与哪些因素有关？
燃料的质量
燃烧情况
燃料的种类
不同的燃料，即使质量相同，完全燃烧放出的热量也是不同的。我们该怎样比较不同燃料燃烧时这种放热性能优劣？
为比较不同的燃料，即使质量相同，完全燃烧放出的热量也是不同的，
热值
燃料的热值
自主学习教材p50-51页
1、 为了表示不同燃料之间的差异引入了什么来表示？
2、热值的物理意义是什么
3、定义是什么？
4、单位是什么？
5、说出不同燃料热值的物理意义。
某种燃料完全燃烧放出的热量与该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。
国际单位：焦每千克；符号：J/kg
1．燃料的热值（q）
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
定义式：
比值定义法
燃料的热值的定义
q: 燃料的热值
Q：燃料完全燃烧放出的热量
m: 燃料的质量
对某些气体燃料完全燃烧放出的热量与其体积之比，叫做这种气体燃料的热值。
物理意义：热值在数值上等于在标准状态下1 m3的燃料完全燃烧放出的热量。
定义式：
气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
（4）气体燃料的热值
公式变形：
2.完全燃烧10千克的焦碳所放出的热量是多少？
思考：
1. 1kg的干木柴热值和5kg干木柴热值是否一样？
1. 热值表中所列固体、液体、气体燃料的热值中，各找出一种热值最大的燃料，并说明它表示什么意思？
2. 燃料没有完全燃烧，燃料的热值会不会发生改变？
一样
不改变
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）、是否燃烧、是否完全燃烧无关。
认识几种燃料的热值表
3.0×108J
1.干木柴的热值是q木柴=1.2 x 107 J∕㎏ ，含义是什么？
完全燃烧4㎏的干木材放出多少热量？
2、一块干木材完全燃烧放出的热量是4.8x 107 J，
已知干木材热值是q木柴=1.2 x 107 J∕㎏ ，求这块干木材
的质量是多少千克？
解： Q放 = qm
= 1.2 x 107 J∕㎏ X 4㎏
=4.8 x 107 J
热值相关计算
______________
q木柴
2、一块干木材完全燃烧放出的热量是4.8x 107 J，
已知干木材热值是q木柴=1.2 x 107 J∕㎏ ，求这块干木材
的质量是多少千克？
已知：Q放= 4.8x 107 J
q木柴=1.2 x 107 J∕㎏
求 ：m 木=？
解 ：因为 Q放 = qm
所以m 木=
Q放
=
——————————
4.8x 107 J
1.2 x 107 J∕㎏
= 4kg
课堂反馈
1.柴油的热值是3.3×107J/kg，其物理意义是：_____ _______ _____ ________ ____ _____ __。
2.1kg的干木柴完全燃烧释放出 ____J的热量；那么质量为10 kg的干木柴完全燃烧释放出____J的热量。你计算的依据是Q= _____-，这就是燃料燃烧放出的热量的计算公式，其中Q表示_____，m表示物体的______，q表示_______.
想一想，如果是气体燃料呢？其燃料燃烧放出的热量的计算公式______。其中Q表示 _______， V表示物体的_____ ，q表示______ 。
3.热值是燃料本身的一种_____，只与燃料的____有关，与燃料的_____、____、_____都无关。
课堂反馈
1近期媒价节节攀升，不法商贩将煤矸石掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的（ ） A.热值 B.比热容 C.温度 D.质量
2.下列关于热值的描述,正确的是 (　　)
A.燃料的热值跟燃烧情况无关
B.使燃料燃烧更充分,可以增大热值
C.燃料燃烧放出的热量与质量的比,叫这种燃料的热值
D.燃料燃烧释放的热量越大,热值越大
3.一杯酒精倒出一半后,酒精的 (　　)
A.热值和比热容都减半　　　　　　 B.热值和比热容都不变
C.热值减半,比热容不变 D.条件不足,无法比较
为什么发射火箭上天要用氢气、氧气做燃料？用汽油、柴油做火箭燃料可以吗？
因为氢的热值大，相同质量的不同燃燃料燃烧，氢释放的热量最多，故利用氢做燃料。
解决问题
问题扩展
1.如图13-4-1所示，为比较酒精和碎纸片的热值，用两同规格的烧杯装相等质量的水，取质量______（选填“相等”或“不相等”）的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中，点燃分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧完，通过比较__________________________来确定酒精和碎纸片燃烧本领的大小。
（1）本实验用到的实验方法是__________________、__________________。
（2）大量的实验事实证明，燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是________。 我们用_________这个概念来表示燃料_________燃烧放出热量的本领。
（3）酒精的热值是3.0×107焦/千克，完全燃烧4千克酒精
,能放出的热量相当于完全燃烧________kg的干木炭。（
图13-4-1
有效利用燃料
在实际利用燃料中，燃料很难完全燃烧，而且放出的内能不能被完全利用，有效利用的只是其中一部分.
例如锅炉烧水时燃料燃烧放热，有效利用的能量是水吸收的热量，损失能量有高温烟气带走一部分热量，炉体散热，高温灰烬损失能量，燃料未能完全燃烧从浓烟、灰烬中损失一部分能量
炉子的效率：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值．
热机效率
热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率，即：
η=
W有
Q放
×100%
热机效率
讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？
由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量
燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放
机械传热损失一部分能量
　热机真正转变为对外做功的部分
废气排出带走的能量
热机中燃料释放能量的主要走向示意图
能量流向图
η=
Ｗ有用
Q放
—————
=
_______
E4
E1
E1 =
E2 + E3 + E4 + E5
议一议
怎样提高热机的效率？
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。
炉子的效率：
提高炉子效率的措施（以锅炉为例）：
炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
①使燃料尽可能充分燃烧（如把煤磨成煤粉，加大送风量等）
②减小热量的散失（如用隔热材料做炉体，加大受热面积等）
η=
Q水吸
Q放
——————— ×100％
想一想
热机的效率能达到100%吗？为什么？
　　 不能达到100%，因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失以燃料条件的限制，这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即热机效率小于100%。
1. 热机所做 与所用燃料完全燃烧释放的 之比叫做热机的效率.
热机效率通常用 来表示.例如:蒸汽机的效率一般在 左右;汽油机的效率一般为 ;柴油机效率为 .
2.关于提高热机效率的途径，下列说法
正确的是（ ）
A.尽量使热量充分燃烧
B.尽量减小输出功率
C.尽量减小摩擦
D.尽量减小热量的损失
ACD
有用功
热量
η
η=6％～ 5％
η=20％～30％
η=30％ ～ 45％
3.. 一辆汽车的发动机输出功率为66150瓦,每小时
耗柴油14千克,计算发动机的效率.
（柴油的热值为4.3×107焦／千克）
已知：P = 66150瓦 = 66150焦／秒 t =1小时 =3600秒
q油 = 4.3×107焦／千克 m油= 14千克
求: η= ？
解：因为
P=
W
______
t
所以W = P t = 66150焦／秒 ×3600秒
=2.381x108 J
Q油放= q油m油 = 4.3×107焦／千克x 14千克=6.02x108 J
η=
______
W
Q油放
=
______________
2.381x108 J
6.02x108 J
x100％=39.55％≈40 ％
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：
本节课 你有哪些收获？
课堂小结
再见！
人生就像骑单车，想要平衡就得努力向前—-爱因斯坦

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