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第十章 机械能、内能及其转化10.6燃料的利用和环境保护九年级全一册物理（北师大版）目录010203燃料的热值热机效率环境保护学习目标1.知道在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能。2.知道什么是燃料的热值和单位，会查燃料热值表。3了解提高锅炉效率和燃料利用率的措施，培养节约燃料的意识。本课件主要内容课程导入新课教学思维导图巩固练习
1. 燃料的热值
新课教学
概念剖析
内能是人类使用的最大量的一种能量,而目前获得内能的主要途径是燃料的燃烧。
内能的利用
1直接加热物体
2利用内能做功(内能转化为机械能)
背景知识
能够燃烧的物质叫作燃料。燃料的种类很多,
固体燃料有木柴、煤等,
液体燃料有汽油、柴油等,
气体燃料有氢气、煤气、天然气等。
燃烧是一种化学反应,在燃烧过程中,燃料的化学能转化为内能。
概念剖析
背景知识
思考
燃烧相同质量的煤和木炭放出的热量是否相同呢
三口之家一个月做饭需要的内能,需吸收的热量是一定的这些热量由燃料燃烧放出。用木柴需要150Kg,煤需要75Kg,而用液化气只需30Kg。从某种意义上来讲,木柴不如煤,煤不如液化气。
概念剖析
热值
探究质量相同的不同物体燃烧时放出的热量
概念剖析
热值
探究质量相同的不同物体燃烧时放出的热量
实验表明:相同质量的酒精与碎纸片燃烧后,
酒精比碎纸片放出的热量 .
更多的实验表明:质量相等的不同燃料,
完全燃烧所放出的热量一般是 (相同/不相同).
酒精
不相同
概念剖析
热值
1.定义
某种燃料完全燃烧时化学能转化为内能的量(放出的热量)与其质量的比叫作这种燃料的热值(combustion value)。
单位是J/kg。
2. 单位
J/kg J/m3
3.物理意义
如:的然值足q=1.3X10'J/Kg物理意义: 1kg的干木柴完全燃烧放出的热量是1.3x107J、热值是燃料的一种性质,与燃料的质量无关.
Q放=mq Q放=vq
概念剖析
热值
典例精析
2022年5月10日，搭载天舟四号货运飞船的长征七号运载火箭，在我国文昌航天发射场升空，成功进入预定轨道。长征七号运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有（　　）
A．较大的比热容
B．较低的沸点
C．较大的热值
D．较小的质量
C
【解析】热值是燃料的一种特性，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。故选：C。
典例精析
2022年北京冬奥会和冬残奥会即将开幕，在比赛期间所有冬奥场馆将全部使用“绿电”，（“绿电”是指在发电过程中，二氧化碳排放量为零或趋近于零，比火力发电等其他方式对环境的影响大幅度减小）。这将是奥运史上首次实现全部场馆100%绿色电能供应，预计消耗“绿电”约4×108kW h,可以节约1.28×108kg标准煤，减排二氧化碳3.2×108kg。若所节约的标准煤完全燃烧，则放出的热量约为（q标准煤约为2.9×107J/kg）（　　）
A．3.7×1015J B．9.3×1015J C．3.7×1016J D．9.3×1016J
A
【解析】节约的标准煤的质量
m=1.28×108kg,标准煤的热值
q标准煤=2.9×107J/kg；标准煤完全燃烧放出的热量：
Q放=mq标准煤=1.28×108kg×2.9×107J/kg≈3.7×1015J。
故选：A。
典例精练
学校每天要将1000kg的温度为20℃的水烧开供师生饮用。已知干木柴的热值q=1.2×107J/kg,水的比热容c=4.2×103J/（kg ℃），在标准大气压下，水的沸点为100℃。
（1）把这些水烧开需要吸收多少热量？
（2）若烧开水的炉子用干木柴作燃料，每天至少需要完全燃烧多少干木柴？
【答案】
（1）把这些水烧开需要吸收3.36×108J热量；
（2）每天至少需要完全燃烧28kg干木柴。
2. 热机效率
新课教学
新课教学
燃料的有效利用
燃料不能有效利用的原因：
（１）燃料很难完全燃烧．
（２）燃料利用过程有热量损失．
新课教学
炉子的效率
定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放
出的热量之比，叫做炉子的效率。
讨论：如何提高炉子的效率（提高燃料的利用率）？
使燃料尽可能燃烧充分（如把煤磨成粉状，用空气吹进炉膛）；
尽量减少热损失（如加大受热面积，减少烟气带走的热量）
新课教学
小结
1.炉子的效率：
2.燃料不能有效利用的原因：
（１）燃料很难完全燃烧。
（２）燃料利用过程有热量损失。
炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，
叫做炉子的效率。
3.有效利用燃料的途径：
（１）让燃料尽量充分燃烧。如把煤磨成粉，
用鼓风机吹进炉膛。
（２）尽量减少热量损失。如加大受热面积，减少烟气带走的热量。
典例精析
关于热机效率，下列说法正确的是（　　）
A．热机做的有用功多，效率一定高
B．热机使用的燃料的热值越大，它的效率越高
C．热机在单位时间内耗费的燃料少，效率一定高
D．减少热机运转过程中的能量损失可以提高热机的效率
D
【解析】解：A、只有在燃料完全燃烧放出的热量一定时，有用功越多，效率才一定高，不知道燃料燃烧放热的情况下，有用功多，效率不一定高，故A错误；
B、热机效率是指用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值，与燃料热值的大小无关，故B错误；
C、热机单位时间内耗费的燃料少，但不知道其做的有用功的多少，无法判断其效率的高低，故C错误；
D、燃料完全燃烧放出的热量一定时，减少热机运转过程中的能量损失，则有用功就会变多，因此有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值就会变大，即热机效率会提高，故D正确。
故选：D。
典例精析
一台柴油机运行时各种能量损耗大致为：气缸散热损失占25%，废气带走的能量与摩擦等机械损耗占15%。已知柴油的热值为3.3×107J/kg,求：
（1）当该柴油机完全燃烧2kg柴油时，放出的热量为多少J？
（2）这些热量通过该柴油机，做的有用功为多少J？
【解析】
（1）当该柴油机完全燃烧2kg柴油时，放出的热量Q放=qm=3.3×107J/kg×2kg=6.6×107J；
（2）柴油机运行时各种能量损耗的总和：25%+15%=40%，
所以该柴油机的热机效率为：η=100%-40%=60%。
该柴油机对外做的有用功：W有=η×Q放=60%×6.6×107J=3.96×107J。
典例精炼
设计汽车发动机时既要考虑能量的利用效率，也要考虑发动机的冷却问题。
（1）为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度。5kg水在冷却系统中升高50℃，所吸收的热量是多少？[C水=4.2×103J/（kg ℃）]
（2）柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2×107J的能量，发动机输出的功率是5×104W，则此汽车发动机的效率是多少？
3. 环境保护
新课教学
新课教学
环境污染
燃料燃烧对环境的污染主要是什么？
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：
新课教学
环境污染
酸雨的危害
新课教学
环境污染
汽车使用的燃料是汽油和柴油，它们燃烧的尾气中的主要污染物有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。
新课教学
保护环境
节约能源 ，如何保我们的环境？
1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;
2.集中供热；
3.改用气体燃料，普及煤气和天然气；
4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。
思维导图
巩固练习10.6燃料的利用和环境保护
课堂练习
1.有关热值的说法正确的是（　　）
A．热值大的燃料，放出的热量一定多
B．质量大的燃料，放出的热量一定多
C．1千克某种燃料燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值
D．燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值、质量和燃烧是否充分有关
D
课堂练习
2.一瓶酒精用去一半后，剩下的酒精（　　）
A．热值不变，比热容减小一半
B．热值不变，比热容不变
C．热值和比热容都减小一半
D．热值减小一半，比热容不变
B
课堂练习
3.柴油机与汽油机相比，下列说法错误的是（　　）
A．柴油机有喷油嘴没有火花塞
B．柴油机吸气冲程进入汽缸的只有空气
C．柴油机效率更低一些
D．压缩冲程中，柴油机缸内气体被压缩程度更大
C
课堂练习
4.2022年六五环境日主题“共建清洁美丽社会”。下列做法与这一主题不相符的是（　　）
A．坚持低碳生活 B．垃圾分类处理
C．利用风能发电 D．多用一次性用品
D
课堂练习
5.人类大量使用下列能源，会造成空气污染加剧的是（　　）
A．风能 B．化石能源 C．太阳能 D．地热能
B
再见

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