资源简介 (共22张PPT)第十四章 内能与热机第四节 跨学科:热机效率和环境保护学习目标学习探究课堂练习课堂小结学习导入学习目标1.建立热值概念。2.知道热值是燃料的重要特性,能利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。(重点)3.了解热机效率,知道热机工作时燃料释放能量的主要流向。4.知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在。学习导入人类进化历程中燃料的发展学习探究热值燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程燃料燃烧过程中的能量转化有共同特点:固体燃料液体燃料气体燃料学校在室温20 ℃时,每天向学生供100 kg开水,烧这些水若分别用以下燃料,则需:干木柴约2.8kg烟煤约1.16kg汽油约0.73kg方法一:给质量相等的水加热,使水升高相同的温度,比较燃料完全燃烧需要的质量,所需燃料质量越小的,释放热量能力越强下面三种燃料释放热量的能力相同吗?你是如何比较的?方法二:相等质量的燃料给质量相等的水加热,比较水升高的温度;升高的温度越多,说明燃料完全燃烧放出的热量越多,释放热量的能力越强。结论:相等质量的燃料完全燃烧,释放热量越多的,释放热量的能力越强水水B燃料:A燃料:2 kg的A燃料完全燃烧释放的热量是5.8x107 J5 kg的B燃料完全燃烧释放的热量是1.5x108 J下面两种燃料释放热量的能力哪个强?你是如何比较的?1 kg的B燃料完全燃烧释放的热量多,B燃料释放热量能力强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, 符号q国际单位:焦每千克;符号:J/kg。气体燃料热值的单位:焦每立方米;符号:J/m3(1)定义:(2)公式:(3) 单位:气体:q=QV(4)公式变形: Q=mq 或 Q=Vq (气体)注意事项:使用公式时,各物理量统一用国际单位。m=Qq或 V=Qq(气体)固体:q=Qm1 kg干木柴完全燃烧,释放的热量是1.2×107 J热值是燃料的特性,只与燃料种类有关,与是否完全燃烧无关热机工作时,能不能把燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功?热机工作时,并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功,有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了。热机效率废气排出带走的能量克服摩擦消耗的能量燃料很难完全燃烧真正转变为有用功的部分或被加热物体吸收部分释放的热量热机效率: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。W有:表示热机对外做的有用功W放:表示燃料完全燃烧所释放的能量怎样提高热机的效率?(1)使燃料充分燃烧;(2)尽量减少各种热量损失;(3)在热机的设计和制造上采用先进的技术;(4)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。思考1:使用热值更大的燃料能够提高热机效率吗?思考2:热机的效率能达到百分之百吗?为什么?不能不能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:环境保护(1)改进燃烧设备时加装消烟除尘装置;(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。保护环境的方法:热机效率和环境保护燃料的热值环境保护定义: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。课堂小结热量的计算热机效率固体:q=mQ气体:q=QV课堂练习1、 对于燃料的热值,下列说法中正确的是 ( )A.1 Kg某种燃料燃烧放出的热量叫这种燃料的热值B.某种燃料质量减半后,比热容不变,热值减半C.燃料没有完全燃烧时,部分能量浪费掉,热值变小D.就某种确定的燃料而言,它的热值是一个确定的值, 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量多少无关D2、在1个标准大气压下,将5kg 40℃的水烧开,需要完全燃烧多少千克的干木柴?(已知干木柴的热值为1.2×107J/kg,并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收)Q吸=Cm t=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(100 ℃-40 ℃)=1.26×106 J因为Q吸=Q放=1.26×106 J,所以干木柴质量:m=qQ=1.2×107 J/kg1.26×106 J=0.105 kg解3、可燃冰是一种固态晶体,它的热值约为1.4×1010 J/m3,燃烧可燃冰将质量为40 kg的水从0 ℃加热到100 ℃,可燃冰释放的热量的60%被水吸收,水吸收的热量是多少 J?可燃冰的体积是多少m3?解(1)Q吸=Cm t=4.2×103 J/(kg·℃)×40kg×100 ℃=1.68×107 J(2) Q放=Q吸/η=1.68×107 J/60%=2.8×107 JV=qQ放=1.4×1010 J/m32.8×107 J=2×10-3 m34、无人驾驶清扫车具有自动驾驶清扫、自动驾驶喷雾打药与防疫等功能,如图所示,是一款远程无人驾驶清扫车,在城郊一段平直的公路上匀速行驶10 min,此过程中牵引力做功4.6×106 J,发动机消耗汽油0.5 kg。求:(1)汽油完全燃烧放出的热量;(汽油的热值为q汽油=4.6×107J/kg)(2)清扫车发动机的效率为多少?解(1)Q放=mq=4.6×107 J/kg×0.5 kg=2.3×107 J(2)η=Q放W有=2.3×107 J/kg4.6×106 J=20%5、用煤气灶既方便又环保,一般的煤气灶正常工作时。15 min可使质量为4 kg、温度为23 ℃的水沸腾,该城市水的沸点为93 ℃,求:⑴水吸收的热量;⑵若煤气灶放出的热量70%被水吸收,煤气灶实际放出的热量为多少 【c水=4.2×103J/(kg·℃)】解(1)Q吸=Cm t=4.2×103 J/(kg·℃)×4 kg×(93℃-23℃)=1.176×106 J(2)Q吸=ηQ放Q放=Q吸/η=1.176×106 J/70%=1.68×106 J学习目标1.建立热值概念。2.知道热值是燃料的重要特性,能利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。(重点)3.了解热机效率,知道热机工作时燃料释放能量的主要流向。4.知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在。看看你掌握了吗? 展开更多...... 收起↑ 资源预览