第四節(jié) 熱機效率與環(huán)境保護

1、第十三章第十三章 內(nèi)能與熱機內(nèi)能與熱機Joy. Mr. Lee它們都離不開燃料。它們都離不開燃料。燃料燃燒的過程是燃料燃燒的過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的過程。的過程。炒菜燒水做飯炒菜燒水做飯汽車奔馳汽車奔馳火力發(fā)電火力發(fā)電直入蒼穹的火箭直入蒼穹的火箭固體燃料液體燃料氣體燃料燃料可分為三種燃料可分為三種請你說說請你說說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？ 常見的燃料有煤、石油（加工煉制成汽油、常見的燃料有煤、石油（加工煉制成汽油、煤油、柴油和液化氣等）、天燃氣等，農(nóng)村還煤油、柴油和液化氣等）、天燃氣等，農(nóng)村還用木材或秸桿等作燃料。用木材或秸桿等作燃料。 至今，

2、人們使用的能量絕大部分還是通過燃料燃至今，人們使用的能量絕大部分還是通過燃料燃燒獲得的。燒獲得的。約約2.8Kg約約1.16Kg約約0.73Kg說明：說明：質(zhì)量相等的不同燃料燃燒釋放熱量的能力是不同的質(zhì)量相等的不同燃料燃燒釋放熱量的能力是不同的按一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓考慮，燒開時水溫為按一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓考慮，燒開時水溫為，則：，則：吸吸cm(t2-t1) 4.2103J/(kg)100kg(100-2) 3.3610J3.3610J把某種燃料把某種燃料完全完全燃燒放出的燃燒放出的熱量熱量與所用該燃料的質(zhì)量之比，叫做這種燃與所用該燃料的質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值（料的熱值（heat valueheat va

3、lue），熱值用字母），熱值用字母q q表示。表示。單位：單位：J/Kg J/Kg 或或 J/mJ/m3 3Q = mq公式：公式：一一.燃燃 料的熱值料的熱值或：或：Q = Vq燃料完全燃燒燃料完全燃燒釋放的熱量釋放的熱量燃料的燃料的質(zhì)量質(zhì)量燃料的燃料的熱值熱值熱值單位：熱值單位： J/kg （J/m3）固體和液體燃料氣體燃料 熱值是反映燃料燃燒時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)熱值是反映燃料燃燒時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的本領(lǐng)大小的物理量，同種燃料的熱值與能的本領(lǐng)大小的物理量，同種燃料的熱值與燃料的質(zhì)量無關(guān)。燃料的質(zhì)量無關(guān)。Q = mq計算公式：計算公式：Q = Vq適用固體和液體燃料適用氣體燃料 常見燃料的熱值常

4、見燃料的熱值3.3 4.5無煙煤的熱值為無煙煤的熱值為3.4107J/kg，表示，表示1kg的煤在完全燃燒時所放出的熱量為的煤在完全燃燒時所放出的熱量為3.4107J。4表示表示1m3的液化氣在完全燃燒時所放出的熱量的液化氣在完全燃燒時所放出的熱量為為4.9107J。JJ/kg例題：計算例題：計算7Kg汽油完全燃燒釋放的熱量。汽油完全燃燒釋放的熱量。（q=4.64.6107J/Kg ）已知：已知：m=7Kg， q=4.6.6107J/Kg。求求:Q 。解解:Q=mq =7Kg4.64.6107J/Kg =3.22108 J。答答:7Kg汽油汽油完全燃燒釋放的熱量為完全燃燒釋放的熱量為3.221

5、08 J。二、熱機效率二、熱機效率 熱機工作時，并不能將燃料所蘊藏的化學(xué)能熱機工作時，并不能將燃料所蘊藏的化學(xué)能全部用來對外做有用功，有很大一部分能量在工全部用來對外做有用功，有很大一部分能量在工作過程中損耗掉了。作過程中損耗掉了。部分燃料未完全燃燒克服摩擦消耗能量廢氣排出帶走能量機械傳熱損失能量轉(zhuǎn)化為對外做有用功的能量熱機燃料的熱機燃料的能量走向示能量走向示意圖意圖真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷φ嬲苻D(zhuǎn)變?yōu)閷ν庾鲇杏霉Φ哪芰客庾鲇杏霉Φ哪芰恐皇侨剂先紵龝r所只是燃料燃燒時所釋放能量的一部分釋放能量的一部分 = W有Q放100%熱機效率：熱機效率：熱機運轉(zhuǎn)中，對外做的熱機運轉(zhuǎn)中，對外做的有用功有用功與燃料與燃料

6、完全完全燃燒所釋放的能量的燃燒所釋放的能量的比值比值稱為熱機效率。稱為熱機效率。熱機效率公式：熱機效率公式：W有有單位是焦耳，單位是焦耳，Q放放的單位是焦耳，所以的單位是焦耳，所以無單位；無單位；因為因為W有有Q放放，所以，所以總小于總小于1，一般用百分?jǐn)?shù)表示。，一般用百分?jǐn)?shù)表示。提高熱機效率的主要途徑提高熱機效率的主要途徑:1、使燃料充分燃燒2、盡量減少各種熱量的損失3、在熱機的設(shè)計和制造上，采用先進的技術(shù)4、使用時注意保養(yǎng)，采用良好的潤滑油，減小因克服摩擦力而額外消耗的能量各種熱機的效率各種熱機的效率:蒸汽機蒸汽機:615汽油機：汽油機：2030柴油機：柴油機：3040飛機上的噴氣式發(fā)動機

7、：飛機上的噴氣式發(fā)動機：5060想想看：想想看：熱機的效率能達到熱機的效率能達到100 嗎？為嗎？為什么？什么？不能。不能。因為熱機在工作過程中一定有能量損失。因為熱機在工作過程中一定有能量損失。三、環(huán)境保護三、環(huán)境保護大氣環(huán)境污染大氣環(huán)境污染燃料燃燒對環(huán)境的影響燃料燃燒對環(huán)境的影響 熱機為人類的發(fā)展做出了重大貢獻，熱機為人類的發(fā)展做出了重大貢獻，但也帶來了許多環(huán)境污染問題：但也帶來了許多環(huán)境污染問題：1.對人體健康的直接危害,硫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)重影響水生動植物的生長.3.破壞土壤、植被、森

8、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 練一練 小楊家煮飯，燒水使用的是管道天燃氣，已知天然氣的熱值為8.4107J/m3，放出的熱量有50被有效利用，現(xiàn)要將質(zhì)量為4初溫為25的水加熱到100，需要完全燃燒多少立方米的天然氣？ 小楊家煮飯，燒水使用的是管道天燃氣，已知天然小楊家煮飯，燒水使用的是管道天燃氣，已知天然氣的熱值為氣的熱值為8.4107J/m3，放出的熱量有，放出的熱量有50被有效被有效利用，現(xiàn)要現(xiàn)要將質(zhì)量為利用，現(xiàn)要現(xiàn)要將質(zhì)量為4初溫為初溫為25的水加熱到的水加熱到100，需要完全燃燒多少立方米的天然氣？，需要完全燃燒多少立方米的天然氣？解：解：將質(zhì)量為4初溫為25的水加熱到100需要吸收的熱量：吸吸cm水水(t2-t1)