熱值和熱機(jī)效率

1、 一燃料燃燒一燃料燃燒:化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能 預(yù)習(xí)課本預(yù)習(xí)課本P22-23思考下列問題：思考下列問題： 1.1.什么叫熱值？單位是什么？什么叫熱值？單位是什么？ 4.4.干木柴的熱值是干木柴的熱值是1.21.210107 7 焦焦/ /千克，其物理意義是什千克，其物理意義是什 么？么？ 5.5.煤氣的熱值是煤氣的熱值是3.93.910107 7焦焦/ / 米米3 3，其物理意義是什么？，其物理意義是什么？ 固體燃料固體燃料液體燃料液體燃料氣體燃料氣體燃料 燃料可分為三種燃料可分為三種 日常生活中常用到的燃料有哪些？日常生活中常用到的燃料有哪些？ 燃料：煤、石油（加工煉制成汽油、煤燃

2、料：煤、石油（加工煉制成汽油、煤 油、柴油和液化氣等）、天燃?xì)獾龋r(nóng)油、柴油和液化氣等）、天燃?xì)獾?，農(nóng) 村還用草木等植物的秸桿作燃料。村還用草木等植物的秸桿作燃料。 干干 木木 柴柴 煙煙 煤煤 汽汽 油油 請(qǐng)猜一猜： 1 1定義定義：把：把1kg1kg某種燃料在某種燃料在完全燃燒完全燃燒時(shí)所時(shí)所 放出的熱量叫做放出的熱量叫做燃料的熱值燃料的熱值。 2 2符號(hào)符號(hào)：q 3 3單位單位： J/kg （J/m3） 固體和固體和 液體燃液體燃 料料 氣體氣體 燃料燃料 熱值是反映燃料燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)熱值是反映燃料燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi) 能的本領(lǐng)的大小的物理量，能的本領(lǐng)的大小的物理量， 5熱值是燃料

3、熱值是燃料特性特性，與，與質(zhì)量質(zhì)量無關(guān)。只與燃料無關(guān)。只與燃料 的的種類種類有關(guān)。有關(guān)。 二二.燃料的熱值（燃料的熱值（q） ： 4、意義、意義：3.4107J/kg：表示：表示1kg的煤在完的煤在完 全燃燒時(shí)所放出的熱量為全燃燒時(shí)所放出的熱量為3.4107J。 例：航天工業(yè)中的火箭是用液態(tài)氫作為例：航天工業(yè)中的火箭是用液態(tài)氫作為 燃料的，這是因?yàn)橐簯B(tài)氫具有燃料的，這是因?yàn)橐簯B(tài)氫具有 A、較小的質(zhì)量、較小的質(zhì)量B、較小的密度、較小的密度 C、較大的比熱容、較大的比熱容D、較大的熱值、較大的熱值 6公式：公式： Q=mq 燃料完全燃燒釋放的熱量燃料完全燃燒釋放的熱量J 燃料的熱值燃料的熱值J/k

4、g（kg/m3 ） 質(zhì)量質(zhì)量kg （Q=Vq） 體積體積m3 例題：完全燃燒例題：完全燃燒140克焦炭（焦炭的熱值克焦炭（焦炭的熱值 q為為3.0107J/kg)能放出多少熱量？能放出多少熱量？ 已知已知：m=0.14kg q焦炭焦炭= 3.0107J/kg 求求：Q 解解Q=m q焦炭焦炭= 0.14kg 3.0 107J/kg= J 答：答：. 若用沼氣燃燒放出相同熱量，需要多少沼氣？若用沼氣燃燒放出相同熱量，需要多少沼氣？ 4.燃料燃燒放出的熱量：燃料燃燒放出的熱量： Q=q mq m (固、液體固、液體)或或 Q=q q V(氣體氣體) 1.判斷：判斷： 燃料的熱值越大，放出的熱量燃料

5、的熱值越大，放出的熱量 越多（越多（ ） 燃料放出的熱量越多，說明此燃料放出的熱量越多，說明此 燃料的熱值越大（燃料的熱值越大（ ） 質(zhì)量相等的兩種燃料，熱值越質(zhì)量相等的兩種燃料，熱值越 大，放出的熱量越多（大，放出的熱量越多（ ） 1.什么是熱機(jī)的效率？怎樣什么是熱機(jī)的效率？怎樣 計(jì)算？計(jì)算？ 2. 熱機(jī)效率低的原因是什么？熱機(jī)效率低的原因是什么？ 3.怎樣提高熱機(jī)的效率？怎樣提高熱機(jī)的效率？ 4.怎樣提高鍋爐的效率？怎樣提高鍋爐的效率？ 預(yù)習(xí)課本預(yù)習(xí)課本p23-24思考下列問題：思考下列問題： 由于機(jī)械傳動(dòng)等， 克服摩擦所消耗 的能量 燃料很難全部 燃燒，燃料的 化學(xué)能不能全 部釋放 機(jī)械

6、傳熱損失 一部分能量 熱機(jī)真正轉(zhuǎn) 變?yōu)閷?duì)外做 功的部分 廢氣排出帶走 的能量 三三.熱機(jī)效率熱機(jī)效率：用來做：用來做 有用功的能量與燃有用功的能量與燃 料完全燃燒釋放的能量的比值料完全燃燒釋放的能量的比值 = W有 有 Q放 放 熱機(jī)的效率能達(dá)到熱機(jī)的效率能達(dá)到100%嗎？為什么？嗎？為什么？ 想一想 熱機(jī)的效率能達(dá)到100%嗎？為什么？ 不能達(dá)到不能達(dá)到100%，因?yàn)闊釞C(jī)中可用于，因?yàn)闊釞C(jī)中可用于 做有用功的能量只是燃料完全燃燒所放做有用功的能量只是燃料完全燃燒所放 出的能量的一部分，因?yàn)楦鞣N熱量損失出的能量的一部分，因?yàn)楦鞣N熱量損失 以燃料條件的限制，這部分能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小以燃料條件的限制，這部

7、分能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小 于總能量，所以其與燃料完全燃燒所放于總能量，所以其與燃料完全燃燒所放 出的總能量的比值必然小于出的總能量的比值必然小于1，即熱機(jī)，即熱機(jī) 效率小于效率小于100%。 議一議 怎樣提高熱機(jī)的效率？ 使燃料充分燃燒使燃料充分燃燒;煤磨成粉末壯吹進(jìn)爐膛燃燒煤磨成粉末壯吹進(jìn)爐膛燃燒 盡量減少各種熱量損失；盡量減少各種熱量損失； 在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上采用先進(jìn)的技術(shù)；在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上采用先進(jìn)的技術(shù)； 注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，減少因克服摩注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，減少因克服摩 擦阻力而額外消耗的能量。擦阻力而額外消耗的能量。 3.提高熱機(jī)效率的措施：提高熱機(jī)效率的措施： (1)使燃料充分

8、燃燒；使燃料充分燃燒； (2)保證良好的潤滑，減少因保證良好的潤滑，減少因 克服摩擦所消耗的能量；克服摩擦所消耗的能量； (3)設(shè)法利用廢氣的能量。設(shè)法利用廢氣的能量。 4.提高鍋爐效率的措施提高鍋爐效率的措施: (1)將煤磨成煤粉，用空氣吹進(jìn)將煤磨成煤粉，用空氣吹進(jìn) 爐膛，使之更完全燃燒爐膛，使之更完全燃燒; (2)用各種辦法加大受熱面積，用各種辦法加大受熱面積， 以減少煙塵廢氣帶走的熱量以減少煙塵廢氣帶走的熱量; (3)使用較好的保溫材料，減少使用較好的保溫材料，減少 熱損失。熱損失。 環(huán)境保護(hù) 熱機(jī)為人類的發(fā)展做出丑了重大貢獻(xiàn)，但 也帶來了許多環(huán)境污染問題： 1.對(duì)人體健康的直接危害,硫

9、酸霧和硫酸鹽霧的毒 性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部組織,引 起肺水腫等疾病而使人致死. 2.引起河流、湖泊的水體酸化,嚴(yán)重影響水生動(dòng)植 物的生長(zhǎng). 3.破壞土壤、植被、森林. 4.腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料. 5.滲入地下,使水中鋁、銅、鋅、鎘的含量比中性 地下水中高很多倍. 酸雨的危害 結(jié)束 討論交流 如何保護(hù)我們的環(huán)境？ 1.改進(jìn)燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置; 2.集中供熱； 3.改用氣體燃料，普及煤氣和天然氣； 4.充分開發(fā)利用污染少和無污染的新能源。 洛杉機(jī)光化學(xué)煙霧事件洛杉機(jī)光化學(xué)煙霧事件 首先，什么是光化學(xué)煙霧呢首先，什么是光化學(xué)煙霧呢?氮氧化物、烴類等一次污染氮氧

10、化物、烴類等一次污染 物在陽光紫外線的作用下發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧物在陽光紫外線的作用下發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧(占占 產(chǎn)物產(chǎn)物85%以上以上)、過氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛類、酮類、過氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛類、酮類 和有機(jī)酸等二次污染物，這些一次污染物和二次污染物形成的和有機(jī)酸等二次污染物，這些一次污染物和二次污染物形成的 混合物稱為光化學(xué)煙霧，它呈淺蘭色、有刺激性和很強(qiáng)的氧化混合物稱為光化學(xué)煙霧，它呈淺蘭色、有刺激性和很強(qiáng)的氧化 性，可造成人類及動(dòng)植物疾病、建筑物毀壞等危害。性，可造成人類及動(dòng)植物疾病、建筑物毀壞等危害。 洛杉機(jī)光化學(xué)煙霧事件是指洛杉機(jī)光化學(xué)煙霧事

11、件是指40年代初期至年代初期至50年代，發(fā)生于年代，發(fā)生于 美國洛杉機(jī)市的一系列光化學(xué)煙霧事件的總稱。該市臨海依山，美國洛杉機(jī)市的一系列光化學(xué)煙霧事件的總稱。該市臨海依山， 處于處于50公里長(zhǎng)的盆地中，一年有公里長(zhǎng)的盆地中，一年有300天出現(xiàn)逆溫天出現(xiàn)逆溫(即大氣層某一即大氣層某一 高度上的溫度不隨高度遞減，出現(xiàn)反常增加或不變。這會(huì)阻礙高度上的溫度不隨高度遞減，出現(xiàn)反常增加或不變。這會(huì)阻礙 大氣向上的對(duì)流擴(kuò)散和污染物的擴(kuò)散大氣向上的對(duì)流擴(kuò)散和污染物的擴(kuò)散)，510月陽光強(qiáng)烈。由月陽光強(qiáng)烈。由 于大量汽車排放含氮氧化物、碳?xì)浠衔?、一氧化碳等廢氣，于大量汽車排放含氮氧化物、碳?xì)浠衔?、一氧化碳?/p>

12、廢氣， 加之洛杉機(jī)市特殊的地理及氣候條件，自加之洛杉機(jī)市特殊的地理及氣候條件，自1943年開始，形成了年開始，形成了 多次光化學(xué)煙霧事件。當(dāng)?shù)鼐用窦娂姺磻?yīng)有眼睛或喉嚨刺激，多次光化學(xué)煙霧事件。當(dāng)?shù)鼐用窦娂姺磻?yīng)有眼睛或喉嚨刺激， 其中以其中以1952年的一次最為嚴(yán)重，大批居民發(fā)生眼睛紅腫、喉痛、年的一次最為嚴(yán)重，大批居民發(fā)生眼睛紅腫、喉痛、 咳嗽、皮膚潮紅等癥狀，嚴(yán)重者心肺功能衰竭，導(dǎo)致近咳嗽、皮膚潮紅等癥狀，嚴(yán)重者心肺功能衰竭，導(dǎo)致近400位位 65歲以上老人死亡。此外，植物大面積死亡，車禍增多。歲以上老人死亡。此外，植物大面積死亡，車禍增多。 當(dāng)堂檢測(cè)反饋 1、四口這家分別單獨(dú)使用不同種類的

13、燃料時(shí)的平均 月消耗分別為：木柴約200千克，煙煤約80千克， 液化石油氣約30千克，煤氣約60千克。這四種燃 料中的熱值最高的是( ） A、液化石油氣B、煤氣 C、煙煤D、木柴 A 2、航天工業(yè)中的火箭是用液態(tài)氫作為燃料的，這是 因?yàn)橐簯B(tài)氫具有（） A、較小的質(zhì)量B、較小的密度C、較大的比熱 容D、較大的熱值 D .近期媒價(jià)節(jié)節(jié)攀升，不法商販近期媒價(jià)節(jié)節(jié)攀升，不法商販 將煤矸石摻在優(yōu)質(zhì)煤中高價(jià)銷售，將煤矸石摻在優(yōu)質(zhì)煤中高價(jià)銷售， 客戶為了不上當(dāng)，最恰當(dāng)?shù)姆椒蛻魹榱瞬簧袭?dāng)，最恰當(dāng)?shù)姆椒?是檢測(cè)下列物理量中的（是檢測(cè)下列物理量中的（ ） A.熱值熱值 B.比熱容比熱容 C.溫度溫度 D.質(zhì)量質(zhì)

14、量 A 3、柴油機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的熱機(jī)，已知某型號(hào) 柴油機(jī)的效率是30%，在柴油機(jī)內(nèi)完全燃燒2千克柴 油能放熱 J，這些熱通過柴油機(jī)的轉(zhuǎn)化能對(duì)外 做有用功 J。 （柴油的熱值為3.3107J/kg 4、完全燃燒140克焦炭（焦炭的熱值為 3.0107J/kg)能放出多少熱量？若這些熱量的 30%被水吸收，則能使30kg 、20的水溫度升高 到多少度？ 6.6107 1.98107 1質(zhì)量為質(zhì)量為600g的水，溫度從的水，溫度從20C降低到降低到 10C，他放出熱量，他放出熱量,如果這些熱量恰好如果這些熱量恰好 使使800g的某固體的溫度從的某固體的溫度從-20C升高到升高到 -5C這種固體

15、的比熱容是多少？這種固體的比熱容是多少？ 2完全燃燒完全燃燒10g的酒精放出熱量的酒精放出熱量,若這些熱若這些熱 量全部被水吸收可使量全部被水吸收可使1Kg20C的水升的水升 高多少高多少C？(q=1.2107J/Kg) 3一臺(tái)燃?xì)鉄崴?，每分鐘消耗煤氣一臺(tái)燃?xì)鉄崴鳎糠昼娤拿簹?0.02Kg能將能將5Kg的水從的水從15C加熱到加熱到 45C，那么熱水器的效率為多少？，那么熱水器的效率為多少？ （q=3.78107J/Kg） 4、把、把0.5Kg的木炭，完全燃燒后有的木炭，完全燃燒后有 25%的熱量被的熱量被50Kg。溫度為。溫度為90C 的水吸收，求水溫升高多少？的水吸收，求水溫升高多

16、少？ （q=3.4107J/Kg）（在）（在1標(biāo)準(zhǔn)大標(biāo)準(zhǔn)大 氣壓下）氣壓下） 5、某鍋爐的效率是某鍋爐的效率是40%，完全燃燒，完全燃燒 25Kg的煙煤，放出多少熱量？這臺(tái)的煙煤，放出多少熱量？這臺(tái) 鍋爐有用的熱量是多少？如果這些鍋爐有用的熱量是多少？如果這些 熱量全部被熱量全部被1.45t的水吸收，可使水的水吸收，可使水 溫升高多少？（溫升高多少？（q=3.4107J/Kg） 6、某中學(xué)為學(xué)生供應(yīng)開水，用鍋爐、某中學(xué)為學(xué)生供應(yīng)開水，用鍋爐 將將200kg的水從的水從25 加熱到加熱到100 ，燃燒了，燃燒了6kg的無煙煤。試求的無煙煤。試求 （1）鍋爐內(nèi)）鍋爐內(nèi)200kg的水吸收了多的水吸收

17、了多 少熱量？少熱量？ （2）6kg無煙煤完全燃燒放出的熱無煙煤完全燃燒放出的熱 量是多少？量是多少？ （3）此鍋爐的效率是多少？（無煙）此鍋爐的效率是多少？（無煙 煤的熱值是煤的熱值是3.4107J/kg） 7、某太陽能熱水器的裝水量為、某太陽能熱水器的裝水量為100kg， 集熱管接收太陽能的有效面積為集熱管接收太陽能的有效面積為2m2， 已知每小時(shí)每平方米的接收面積上有已知每小時(shí)每平方米的接收面積上有 效接收太陽能約為效接收太陽能約為2.1106J，則該，則該 熱水器每小時(shí)水溫升高多少？熱水器每小時(shí)水溫升高多少？ 8、把把100g、80的熱水與的熱水與300g的冷的冷 水混合，混合后得到水混合，混合后得到35 的溫水，設(shè)的溫水，設(shè) 熱水放出的熱量全部被冷水吸收，求熱