【教案】10.6燃料的利用和環(huán)境保護(hù)

1、10.6燃料的利用和環(huán)境保護(hù)課前準(zhǔn)備一、新課標(biāo)學(xué)習(xí)要求1. 知識(shí)與技能 了解常見的固體燃料、氣體燃料、液體燃料 . 知道燃料的熱值及其單位、物理意義 . 會(huì)應(yīng)用熱值的概念進(jìn)行簡(jiǎn)單的燃燒放熱的計(jì)算 . 知道爐子效率的含義，了解提高爐子效率的措施 . 了解燃料有效利用的措施 . 了解環(huán)境保護(hù)措施 .2. 過程與方法 利用對(duì)比的方法了解不同燃料熱值的差異 . 利用分類學(xué)習(xí)法了解常見的固體、液體、氣體燃料 . 通過學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法 .3. 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過教師和學(xué)生雙邊的教學(xué)活動(dòng)，以實(shí)驗(yàn)、討論法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 .注意在活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的交流意識(shí)、環(huán)境保護(hù)意識(shí)，養(yǎng)成愛科學(xué)、愛

2、自然的良好品質(zhì) .二、相關(guān)知識(shí) 空氣中的鉛污染內(nèi)燃機(jī)發(fā)明以后，很快就被用來做汽車的發(fā)動(dòng)機(jī).從此汽車川流不息地奔馳在城市、鄉(xiāng)村，給人類帶來極大的方便 .但是隨著汽車的激增，這也給人們和社會(huì)帶來了新的危害一大 氣鉛污染 .原來， 汽車運(yùn)行時(shí)要燒汽油， 而汽油是一種易燃易爆的燃料， 為了防止它在發(fā)動(dòng)機(jī)中爆 炸，于是在汽油中必須加入一種防爆劑 四乙基鉛 .它是一種鉛的有機(jī)化合物，是無色的 油狀液體，還有一種水果香味，也叫 “鉛水 ”汽.油在燃燒過程中，這種有毒的鉛化合物混入 廢氣里，排放到空氣中，使空氣中含鉛量猛增 .據(jù)統(tǒng)計(jì)全世界每年通過汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放到空 氣中的鉛，大約有 40萬噸.近十年來，人類已

3、把 430 萬噸鉛擴(kuò)散到了空氣中，使大氣中的含 鉛量比原始狀態(tài)增加了一倍 .現(xiàn)代人體中的含鉛量比原始人高出100 倍.鉛一旦進(jìn)入人體，尤其是進(jìn)入腦細(xì)胞以后，會(huì)造成積累中毒，永遠(yuǎn)呆在那里，危害人的 精神系統(tǒng)，使人智力衰退，甚至引起中毒性神經(jīng)病.鉛還會(huì)危害心血管、腎臟、內(nèi)分泌等系統(tǒng)；還會(huì)干擾紅血球輸送氧氣的功能， 破壞人的造血功能， 引起貧血并毒害人體的消化系統(tǒng)， 造成腹痛、便秘、食欲不振等 .三、學(xué)法點(diǎn)撥 課本以人們熟悉的固體、氣體、液體燃料入手，引出燃料熱值的概念，介紹了常見燃料 的熱值、爐子的效率及提高爐子效率的措施、燃料的有效利用、環(huán)境污染和保護(hù).在環(huán)境污染和環(huán)境保護(hù)的學(xué)習(xí)上， 應(yīng)加大信息

4、量， 多從資料中認(rèn)識(shí)環(huán)境污染的危害和環(huán)境保護(hù)的現(xiàn)實(shí) 意義 .四、教材知識(shí)全解（一）、燃料的熱值 想想議議1. 人類從什么時(shí)候起開始使用火？2. 日常生活中常用的燃料有哪些？并從固、液、氣三態(tài)給它們歸類.3. 燃料燃燒時(shí)，能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？4. 根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)，相同質(zhì)量的不同燃料，燃燒時(shí)放出的熱量相同嗎？ 分析與結(jié)論（二）、燃料燃燒時(shí)能的轉(zhuǎn)化 現(xiàn)代社會(huì)中，人類使用的能量絕大部分是從燃料的燃燒中獲得的內(nèi)能.燃料的燃燒是一種化學(xué)變化，在燃燒過程中，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，也就是常說的釋放能量 .1. 燃料熱值的意義燃料的種類很多， 由于燃料的成份不同， 相同質(zhì)量的不同燃料在完全燃燒時(shí)放出熱量不 同，在

5、物理學(xué)中就用燃料的熱值來表示燃料在完全燃燒時(shí)放熱本領(lǐng)的大小.也就是我們俗語中的：燃料頂燒不頂燒 .2. 定義1kg 的某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量叫做這種燃料的熱值 . 由定義可知熱值的單位是 “ J/kg ”.如木炭的熱值為 3.4 X07J/kg，它3.4 >107J.同種燃料的熱值相同，不同燃料的熱3. 熱值的物理意義 表示一定質(zhì)量的燃料在完全燃燒時(shí)所放出熱量的多少 表示： 1kg 的木炭完全燃燒時(shí)所放出的熱量是 值不同 .4. 放出熱量的計(jì)算q 表示該種燃料的熱值，用 Q 放表示燃料完全如果用 m 表示完全燃燒燃料的質(zhì)量，用 燃燒時(shí)所放出的熱量，則： Q 放 =m?q其中： m

6、的單位是 kg,q 的單位是 J/kg ，Q 放的單位是 J. 注意5. 正確理解燃料的熱值：（ 1）理解熱值的物理意義是本節(jié)的重點(diǎn)。 對(duì)于熱值的定義， 我們要抓住其中的三個(gè)關(guān)鍵 詞：1kg;某種燃料；完全燃燒.“ 1kg出熱值是針對(duì)一定質(zhì)量的燃料而言的，這一定質(zhì)量是1kg.如果燃燒的不是1kg的燃料。那么，完全燃燒時(shí)放出的熱量值與熱值的大小便不同 .1kg 的這種燃料完全燃. “完全燃燒 ”的含義是燒完、燒盡 .1kg 如果沒有完全燃燒放出的“某種燃料 ”是說明熱值與燃料的種類有關(guān) .確定的燃料才有確定的熱值，不同的燃料有 不同的熱值，由此可見，熱值反映了燃料的燃燒特性。熱值大，反映 燒時(shí)放

7、出的熱量多，或者說，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能多 的某種燃料， 只有在完全燃燒時(shí)放出的熱量才是這種燃料的熱值， 熱量就比熱值小 .（2）熱值反映了所有能燃燒的物質(zhì)的一種性質(zhì)，反映了不同燃料在燃燒過程中，化學(xué) 能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的本領(lǐng)的大小， 也就是說， 它是燃料本身的一種特性， 它只與燃料的種類有關(guān)， 與燃燒的形態(tài)、質(zhì)量、體積是否完全燃燒均沒有關(guān)系 .（三）、燃料的有效利用1. 影響燃料有效利用的因素一是燃料不可能完全燃燒；二是燃料燃燒放出的熱量散失很多，只有一小部分被有效利用.2. 爐子的效率爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比叫做爐子的效率.現(xiàn)代化大型鍋爐的效率可達(dá)90以上，一般小型鍋爐的效率

8、不足60.3. 提高燃料利用率的方法提高燃料的利用率是節(jié)約能源的重要措施.把固體燃料磨成粉末吹進(jìn)爐膛燃燒，加大送風(fēng)量，可使燃料燃燒得更充分，加大受熱面積，可減小煙氣帶走的熱量，這些都是提高爐子 的效率和燃料利用率的具體措施 .五、補(bǔ)充知識(shí)：熱機(jī)效率（一）熱機(jī)能量的損失1. 燃料未能完全燃燒 由于燃料的優(yōu)劣， 內(nèi)燃機(jī)汽缸與活塞的密封程度等原因， 熱機(jī)不可能將燃料完全燃燒， 這必將有一部分能量損失 .不過，這里損失的能量很小 .2. 廢氣帶走很大一部分能量 四沖程內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中用氣沖程將汽缸中的廢氣排放掉，但此時(shí)廢氣的溫度仍很 高，內(nèi)能較大 .3. 一部分能量消耗在散熱上熱機(jī)大部分是由金屬

9、組成， 金屬是熱的良導(dǎo)體， 傳遞了部分燃料燃燒所釋放的熱量， 所 以散熱也是能量損失的一個(gè)方面 .4. 克服摩擦做功 活塞和曲軸在運(yùn)動(dòng)時(shí)要克服摩擦做功，這部分能量也要靠燃料燃燒的內(nèi)能來提供 .（二）熱機(jī)的效率1. 定義：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒所釋放的能量之比.2. 公式：n = X 100% 注意由于熱機(jī)在工作過程中，總有能量損失，所以熱機(jī)的效率總小于 1，汽油機(jī)的效率為20%30% ,柴油機(jī)的效率為30%45%.柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)的效率高，這主要是因?yàn)椴裼蜋C(jī)的構(gòu)造和工作過程與汽油機(jī)有所不同，柴油機(jī)在壓縮沖程中的壓縮比比汽油機(jī)更大.（三）提高熱機(jī)效率的主要途徑1. 使燃料充分

10、燃燒 .2. 盡量減少各種熱損失 .3. 在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上，采用先進(jìn)的技術(shù).4. 使用時(shí)，注意保養(yǎng)，保證良好的潤(rùn)滑，合理調(diào)整運(yùn)動(dòng)零件之間的間隙，減小因克服摩 擦阻力而額外消耗的功 .六、環(huán)境污染1. 廢氣污染 熱機(jī)燃料在燃燒過程中能放出一定量的有毒氣體和粉塵，這些氣體和粉塵都會(huì)污染空 氣，有害于人類的健康和動(dòng)植物的正常生長(zhǎng)，產(chǎn)生的酸雨有害于農(nóng)、林、漁業(yè).導(dǎo)致城市空氣污染的主要原因是各種車輛排放的廢氣； 導(dǎo)致環(huán)境污染的主要原因是燃料燃燒 后的廢氣、廢渣以及各種廢液的排放 .2. 噪聲污染 熱機(jī)以及熱機(jī)帶動(dòng)的機(jī)器產(chǎn)生的噪聲是環(huán)境污染的又一方面 .七、環(huán)境保護(hù)措施1. 改進(jìn)燃燒設(shè)備，消除煙塵 .2. 提高燃料的綜合利用，采取集中供熱.在北方的取暖設(shè)備中， 就是采用鍋爐燒的水蒸氣供給各家各戶的散熱管， 這樣就減少了大氣 污染；在城市中使用管道煤氣和液化氣，提高