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13.4热机效率和环境保护
知识点1　燃料的热值
定义 某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比
数值 等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量
单位 焦每千克，即“J/kg”
公式 q＝，其中Q表示燃料完全燃烧放出的热量，m表示燃料的质量，q表示该燃料的热值
注意 同种燃料的热值相同，不同燃料的热值一般不同
说明
(1)燃料的热值是物质本身的一种特性，它只与燃料种类有关，与燃料是否燃烧、燃烧是否充分无关。
(2)如果用q表示燃料的热量，m表示燃料的质量，则完全燃烧该燃料时放出的热量：Q＝mq。其中m的单位是kg，q的单位是J/kg，Q的单位是J。
(3)对于气体，人们还使用完全燃烧某气体所释放的热量与体积之比来描述气体的热值，因此有Q＝Vq，q的单位是J/m3。
(4)热值的物理意义：表示1 kg的某种燃料完全燃烧时所放出的热量的多少(燃料为气体时，表示1 m3的某种燃料完全燃烧时所释放的热量的多少)。如木炭的热值为3.4×107 J/kg，它表示1 kg的木炭完全燃烧时所释放出的热量为3.4×107 J；天然气的热值为4.4×107 J/m3，表示1 m3的天然气完全燃烧时所释放出的热量是4.4×107 J。同种燃料的热值相同(例如：干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值不变)，不同种燃料的热值一般不同。
(5)Q吸＝cmΔt与Q放＝mq的综合运用
在日常生活中，我们常燃烧燃料来给水加热。这里，要定量计算将水加热到某种程度需多少燃料，或者燃烧某种燃料可将水加热到多高的温度，就要用到上述两个公式。解答这类题目，关键是要明确Q吸与Q放的关系，然后找出已知量，确定要求的未知量跟已知量的关系，再利用两公式进行解答。
知识点2　热机效率与环境保护
1．热机运动中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。
2．计算公式：η＝×100%。
3．热机能量损失主要有：燃料没有完全燃烧，排出的废气温度很高，损失了大部分能量；内燃机气缸等部件吸收热量损失了一部分能量；克服内燃机各部件之间的摩擦做功损失了一部分能量。因此，提高热机效率的方法有：使燃料燃烧更充分一些；减少热量损失；保证各部件的良好润滑，减小摩擦。
说明
(1)由于燃料的优劣、内燃机气缸内氧气含量的多少等原因，热机不可能将燃料完全燃烧，这必将有一部分能量由于燃料没有完全燃烧而损失掉。不过，这里损失的能量很少，通常称为燃烧损失。
(2)四冲程内燃机的一个工作循环中，排气冲程将气缸中的废气排放掉，但此时废气的温度仍很高，内能较大，通常称为废气能量损失。
(3)热机大部分是由金属制成的，金属是热的良导体 ，将部分燃料燃烧所释放的热量通过热传递传递到空气中，所以散热也是能量损失的一方面，通常称为散热损失。
(4)活塞和曲轴在运动时要克服摩擦做功，这部分能量也要靠燃料燃烧释放的内能来提供，通常称为机械损失。
4．环境保护
(1)热机造成的环境污染包括两方面：
①大气污染
a．燃料燃烧造成大气污染的原因
燃料中有杂质，燃烧生成二氧化硫等有害物质；燃烧时的高温还会促使氮氧化合物的生成；燃烧不完全会产生粉尘和一氧化碳。
b．大气污染的危害
影响人类健康；影响植物正常生长；影响全球气候；大气中的二氧化硫和氮氧化合物经化学反应溶于雨水会形成酸雨，酸雨危害动植物、污染环境。
②噪声污染
热机以及热机带动的机器产生的噪声是环境污染的又一方面。
(2)保护环境，控制和减少大气污染的措施：
①改进燃烧设备，加装消烟除尘设备以减少烟尘排放。
②
提高燃料的综合利用，提高燃料利用率。采取集中供热，例如北方冬季取暖用散热片，减少大气污染；城市普及天然气和煤气的使用，提高机动车燃油标准。
③充分开发利用无污染能源，如：利用太阳能、风能、水能、地热能等。
④在内燃机排气管上安装消音器，减小噪声污染。
⑤大力植树种草。

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