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第十三章 内能与热机
第四节 热机效率和环境保护
人类利用的能量
主要是从燃料燃烧中获得的内能
它们都离不开燃料
1、常见的燃料：
煤、石油、天然气、木材或植物秸秆等
燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程
2、燃料的共同特点：
固体燃料
液体燃料
气体燃料
　　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？
约0.73Kg
约2.8Kg
约1.16Kg
说明：
不同燃料燃烧释放的能量不同
单位：J/Kg
一.燃料的热值
为了研究不同燃料燃烧释放能量的能力的不同的特性——
热值用字母：q 表示
某种燃料完全燃烧放出的热量与所用燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。
或 J/m3（气体）
［强调］
（1）热值定义中：注意“必须完全燃烧”；
（2）热值是燃料的重要特性，反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小。只与燃料的种类有关，与质量和是否完全燃烧无关。
1 kg的干木柴完全燃烧释放出1.2×107J的热量；那么质量为m　kg的干木柴完全燃烧释放出多少J的热量，怎么计算？
Q = m q
公式：
或：Q = V q
燃料完全燃烧释放的热量
燃料的质量
燃料的热值
燃料的体积
请同学们阅读教材51页“常见燃料的热值”，并从表中查出“干木柴”、 “烟煤” 、“液化石油气”的热值，说说它们表示的意义？
干木柴的热值为1.2×107J/Kg，表示1千克的干木材完全燃烧放出的热量为1.2×107J
烟煤的热值为2.9×107J/Kg，表示1千克的烟煤完全燃烧放出的热量为2.9×107J
液化石油气的热值为4.9×107J/m3，表示1m3液化气的完全燃烧放出的热量为4.9×107J
　　为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
想一想
例1：计算5 Kg汽油完全燃烧释放的热量。 （q=4.6×107J/Kg ）
已知：
m=5Kg, q=4.6×107J/Kg
求:
Q
解:
Q = m q
=5 Kg×4.6×107J/Kg
=2.3×108 J
答:完全燃烧释放的热量为2.3×108 J
例2：在1个标准大气压下，将5kg 40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为1.2×107J/kg，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
1.26×106J，0.105 kg
解：Q吸=Cm(t2-t1)
=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-40℃)
=1.26×106J
因为Q吸=Q放=1.26×106J
所以干木柴质量
1、部分燃料未完全燃烧
2、克服摩擦消耗能量
转变为对外做有用功的能量
4、机械传热损失能量
3、废气排出带走能量
二、热机效率
热机效率：
热机工作时，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。
炉子的效率：
有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值
η＝Q有/Q总×100％
1、部分燃料未完全燃烧
2、克服摩擦消耗能量
转变为对外做有用功的能量
4、机械传热损失能量
3、废气排出带走能量
议一议：怎样提高热机效率？
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。
想想看：热机的效率能达到100 ﹪吗？为什么？
不能。
因为热机在工作过程中一定有能量损失。
请同学们阅读教材52页倒数第二段，了解各种热机的效率。
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
洛杉机光化学烟雾事件
　　 首先，什么是光化学烟雾呢 氮氧化物、烃类等一次污染物在阳光紫外线的作用下发生一系列光化学反应，生成臭氧(占产物85%以上)、过氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、酮类和有机酸等二次污染物，这些一次污染物和二次污染物形成的混合物称为光化学烟雾，它呈浅兰色、有刺激性和很强的氧化性，可造成人类及动植物疾病、建筑物毁坏等危害。
　　　洛杉机光化学烟雾事件是指40年代初期至50年代，发生于美国洛杉机市的一系列光化学烟雾事件的总称。该市临海依山，处于50公里长的盆地中，一年有300天出现逆温(即大气层某一高度上的温度不随高度递减，出现反常增加或不变。这会阻碍大气向上的对流扩散和污染物的扩散)，5～10月阳光强烈。由于大量汽车排放含氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等废气，加之洛杉机市特殊的地理及气候条件，自1943年开始，形成了多次光化学烟雾事件。当地居民纷纷反应有眼睛或喉咙刺激，其中以1952年的一次最为严重，大批居民发生眼睛红肿、喉痛、咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功能衰竭，导致近400位65岁以上老人死亡。此外，植物大面积死亡，车祸增多。
环保措施：
1、加强立法，控制人为污染
2、改进燃烧装置，加装消烟除尘设备，以减少烟尘排放
3、推广、普及“环保型能源”
4、人口密集区采取集中共热，提高燃料利用率
5、种植绿色植物，净化空气
小结：
1、热值：
①概念：
②单位；
③公式：
④计算：
2、热机效率：
①概念：
②提高热机效率的途径：
　 具体措施：
3、保护环境，从我做起。
把1千克某种燃料完全燃烧释放出的能量（热量）叫做这种燃料的热值。用q表示。
J/kg（固体、液体） J/ m3（气体）
Q＝mq（或Q＝Vq）
热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。用η表示。
公式：
η＝Q有/Q总×100％
减少热机各种能量损失
首先要减少燃烧过程中的热量损失;
其次是减小机械摩擦以减少机械损失.
再次是尽量简化机械传动部分, 以减少机械损失.

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