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第五节 调查燃料的利用及其对环境的影响
第十章 机械能、内能及其转化
汽油在气缸内燃烧
化
学
能
内能
1.认识常见的燃料，了解燃料的热值。
2.了解燃料的利用效率，讨论提高燃料利用效率的途径。
3.认识燃料的利用对环境的影响，提出环境保护的建议。
学习目标
人们获取能量的主要方式之一就是燃烧燃料。
什么是燃料？常见的燃料有哪些？
常见的燃料
燃料：能够燃烧的物质
一、认识常见的燃料
1.燃料的分类
固体燃料
液体燃料
气体燃料
草木、煤炭等
石油、酒精、汽油等
煤气、天然气 等
2.燃料燃烧的过程是 转变为 的过程
化学能
内能
观察与思考
蜂窝煤
天然气
木柴
取相同质量的下述各种燃料，让它们充分燃烧，放出的热量相同吗？
　　经验告诉我们，质量相等的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。
我们用热值来表示燃料放出热量的本领。
木柴
蜂窝煤
3.燃料的热值
定义:
公式：
单位：
国际单位：焦每千克；符号：J/kg。
气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
q
Q放
m
q =
或
一定质量的某种燃料完全燃烧，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。
4.物理意义
汽油的热值约为4.6×107 J/kg，表示1 kg的汽油完全燃烧，化学能转化为内能的量约为4.6×107 J。
天然气的热值约为3.6×107 J/m3，表示1 m3的天然气完全燃烧，化学能转化为内能的量约为3.6×107 J。
观察与思考：
（1）表中热值最大、最小的各是哪种燃料？火箭上为什么要用液氢作为燃料？
（2）不同燃料的热值相同吗？
（3）热值反映了燃料的什么性质？
只与燃料的种类有关，与质量和是否完全燃烧无关。
热值反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小
某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完全燃烧放出多少热量？相当于多少kg干木柴完全燃烧放出的热量？
（天然气热值为7.5×107J/m3，干木柴热值为1×107J/kg）
巩固练习
二、了解燃料的利用效率
实际上燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的热量要少，而且有效利用的热量又比放出的热量要少。如何提高燃料的利用效率？
天然气
木柴
1.热机的效率
（1）定义：热机用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧释放的能量之比，叫作热机的效率。
（2）公式：
燃料燃烧不完全，排出的废气温度较高，热机散热损失能量，克服零件摩擦需要消耗能量……
议一议：怎样提高热机的效率？
使燃料尽可能充分燃烧；
尽量减少各种热量损失；
通过提高设计、制造热机的技术，提高热机的效率；
注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦而额外消耗的能量……
想一想：热机的效率为什么不能达到100%？
用煤气灶烧水时，煤气能完全燃烧吗？煤气燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？
煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量。
煤气灶本身也会吸收一部分能量；
高温的烟气带走了一部分能量。
锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作锅炉的效率。
2.锅炉的效率：
说明：水吸收的热量只占煤气燃烧放出热量的一部分。
想一想：锅炉的效率为什么不能达到100%？
燃料燃烧不完全；
锅炉工作过程中有热量损失……
议一议：怎样提高锅炉的效率？
使燃料尽可能充分燃烧；
尽量减少各种热量损失……
锅炉厂房60%左右
新锅炉厂房90%以上
过去的锅炉效率很低，即使经过技术改造，现在的普通锅炉效率一般也只有60%左右，现代化的大型锅炉效率可达90%以上。
燃料的利用改善了人类的生活，促进了社会的发展，为人类作出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。
三.认识燃料的利用对环境的影响
煤、石油等燃料往往含有杂质，在燃烧时会产生二氧化硫等有害气体，在燃烧不充分时，还会产生烟尘和一氧化碳。这些烟尘、废气是大气污染的主要来源。大气污染直接危害人体健康，影响植物的正常生长，甚至产生酸雨，还会导致温室效应加剧。
三.认识燃料的利用对环境的影响
雾霾的成因
汽车尾气
燃煤供暖
工业排放
汽车尾气是许多城市环境污染的主要来源之一。
汽车尾气含有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。此外汽车产生的噪声也会危害人们的身心健康。
随着科学技术的进步，人们大力发展新能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能热机，促进可持续发展。
我们既要有效地利用燃料，又要很好地控制和减小燃料的利用对环境的不利影响。节约能源和保护环境是我国的基本国策。
1.对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 (　　 )
A.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比
B.燃料没燃烧时就没有热值
　C.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无关
　D.容易燃烧的燃料热值一定大
C
课堂练习
2.关于热机效率，下列说法正确的是：(　　 )
　A.热机效率越高，即热机做的有用功多
　B.热机效率越高，即热机的功率越大
　C.要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证
良好的涧滑
　D.提高热机效率，有利于环保减排
C D
3.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气
带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率
为__________。
35%

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