第四節(jié)熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)-滬科v

滬科版九年級(jí)物理上第十三章內(nèi)能與熱機(jī)第四節(jié)熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)它們都離不開(kāi)燃料。燃料燃燒的過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的過(guò)程。一、內(nèi)能的利用人類(lèi)利用燃料燃燒獲得了大量的內(nèi)能，那么人們是如何利用這些內(nèi)能的呢？1、利用內(nèi)能加熱

內(nèi)能的一個(gè)重要應(yīng)用就是直接用來(lái)加熱物體．例如：生火煮飯、生火取暖、暖氣設(shè)備利用內(nèi)能加熱的本質(zhì)：能量（內(nèi)能）的轉(zhuǎn)移．給小區(qū)住戶(hù)供暖的鍋爐設(shè)備上海浦東煤氣廠煤氣廠球罐煤氣廠夜景2、利用內(nèi)能做功內(nèi)能的另一個(gè)重要應(yīng)用就是用來(lái)做功．例如：汽車(chē)、火車(chē)、飛機(jī)、火箭、火電站和熱電站等．

利用內(nèi)能做功的實(shí)驗(yàn)分析：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，燃料燃燒時(shí)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，傳給水和水蒸氣（利用內(nèi)能加熱），水蒸氣把塞子沖出去（利用內(nèi)能做功），內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能．二、燃料的熱值固體燃料液體燃料氣體燃料燃料可分為三種〖請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)〗日常生活中常用到的燃料有哪些？

常見(jiàn)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?xì)獾?，農(nóng)村還用草木等植物的秸桿作燃料。你能列舉一些些常見(jiàn)的燃料料嗎？它們分分別屬于哪一一類(lèi)？質(zhì)量相等的不不同燃料在完完全燃燒時(shí)所所放出的熱量量是不同的。。在物理學(xué)中，，把1kg某種燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱熱量叫做燃料的熱值。熱值的符號(hào)：：q單位：J/kg（J/m3）固體和液體燃燃料氣體燃料燃料的熱值熱值是反映燃燃料燃燒時(shí)化化學(xué)能車(chē)化為為內(nèi)能的本領(lǐng)領(lǐng)的大小的物物理量，同種種燃料的熱值值與燃料的質(zhì)質(zhì)量無(wú)關(guān)。Q=mq質(zhì)量m為的燃燃料完全燃燒燒釋放的能量量是：Q：燃料完全燃燃燒釋放的熱熱量ｑ：燃料的熱熱值ｍ：燃料的質(zhì)質(zhì)量燃料的熱值燃料的熱值無(wú)煙煤的熱值值為3.4××107J/kg，表表示1kg的的煤在完全燃燃燒時(shí)所放出出的熱量為3.4×107J。液化氣的熱值值為4.9×107J/m3，表示1m3的液化氣在完完全燃燒時(shí)所所放出的熱量量為4.9×107J。請(qǐng)計(jì)算：干木柴煙煤汽油三、熱機(jī)效率率討論交流：熱機(jī)工作時(shí)，，能不能將燃燃料所蘊(yùn)藏的的化學(xué)能全部部用來(lái)對(duì)外做做有用功呢？？由于機(jī)械傳動(dòng)動(dòng)等，克服摩摩擦所消耗的的能量燃料很難全部部燃燒，燃料料的化學(xué)能不不能全部釋放放機(jī)械傳熱損失失一部分能量量熱機(jī)真正轉(zhuǎn)變變?yōu)閷?duì)外做功功的部分廢氣排出帶走走的能量熱機(jī)中燃料釋釋放能量的主主要走向示意意圖由圖可見(jiàn)，真真正能轉(zhuǎn)變?yōu)闉閷?duì)外做有用用功的能量只只是燃料燃燒燒時(shí)所釋放能能量的一部分分。1、熱機(jī)效率：：熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料料完全燃燒所釋放的的能量的比值稱(chēng)為熱機(jī)效率。提高熱機(jī)效率率的主要途徑徑:減少熱機(jī)工作作中的各種能能量損失.具體方法:首先要減少燃燃燒過(guò)程中的的熱量損失;其次是要盡量量簡(jiǎn)化機(jī)械傳傳動(dòng)部分,并選用優(yōu)良的的潤(rùn)滑材料減減小摩擦,以減少機(jī)械損損失.各種熱機(jī)的效效率:蒸汽機(jī):6﹪~15﹪汽油機(jī)：20﹪~30﹪柴油機(jī)：30﹪~40﹪飛機(jī)上的噴氣氣式發(fā)動(dòng)機(jī)：：50﹪~60﹪W有Q放×100%η=議一議怎樣提高熱機(jī)機(jī)的效率？使燃料充分燃燃燒;盡量減少各種種熱量損失；；在熱機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)和制造上采采用先進(jìn)的技技術(shù)；注意保養(yǎng)，保保證良好的潤(rùn)潤(rùn)滑，減少因因克服摩擦阻阻力而額外消消耗的能量。。想一想熱機(jī)的效率能能達(dá)到100%嗎？為什什么？不能達(dá)到100%，因?yàn)闊釞C(jī)中中可用于做有有用功的能量量只是燃料完完全燃燒所放放出的能量的的一部分，因因?yàn)楦鞣N熱量量損失以燃料料條件的限制制，這部分能能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于于總能量，所所以其與燃料料完全燃燒所所放出的總能能量的比值必必然小于1，即熱機(jī)效率率小于100%。三、環(huán)境保護(hù)護(hù)熱機(jī)為人類(lèi)的的發(fā)展做出丑丑了重大貢獻(xiàn)獻(xiàn)，但也帶來(lái)來(lái)了許多環(huán)境境污染問(wèn)題：：1.對(duì)人體健康的的直接危害,硫酸霧霧和硫硫酸鹽鹽霧的的毒性性比二二氧化化硫大大得多多,可以侵侵入肺肺的深深部組組織,引起肺肺水腫腫等疾疾病而而使人人致死死.2.引起河河流、、湖泊泊的水水體酸酸化,嚴(yán)重影影響水水生動(dòng)動(dòng)植物物的生生長(zhǎng).3.破壞土土壤、、植被被、森森林.4.腐蝕金金屬、、油漆漆、皮皮革、、紡織織品及及建筑筑材料料.5.滲入地地下,使水中中鋁、、銅、、鋅、、鎘的的含量量比中中性地地下水水中高高很多多倍.酸雨的的危害害結(jié)束討論交交流如何保保護(hù)我我們的的環(huán)境境？改進(jìn)燃燃燒設(shè)設(shè)備，，加裝裝消煙煙除塵塵裝置置;集中供供熱；；改用氣氣體燃燃料，，普及及煤氣氣和天天然氣氣；充分開(kāi)開(kāi)發(fā)利利用污污染少少和無(wú)無(wú)污染染的新新能源源。洛杉機(jī)機(jī)光化化學(xué)煙煙霧事事件首先，，什么么是光光化學(xué)學(xué)煙霧霧呢?氮氧氧化物物、烴烴類(lèi)等等一次次污染染物在在陽(yáng)光光紫外外線的的作用用下發(fā)發(fā)生一一系列列光化化學(xué)反反應(yīng)，，生成成臭氧氧(占占產(chǎn)物物85%以以上)、過(guò)過(guò)氧乙乙酰硝硝酸酯酯、高高活性性自由由基、、醛類(lèi)類(lèi)、酮酮類(lèi)和和有機(jī)機(jī)酸等等二次次污染染物，，這些些一次次污染染物和和二次次污染染物形形成的的混合合物稱(chēng)稱(chēng)為光光化學(xué)學(xué)煙霧霧，它它呈淺淺蘭色色、有有刺激激性和和很強(qiáng)強(qiáng)的氧氧化性性，可可造成成人類(lèi)類(lèi)及動(dòng)動(dòng)植物物疾病病、建建筑物物毀壞壞等危危害。。洛杉機(jī)機(jī)光化化學(xué)煙煙霧事事件是是指40年年代初初期至至50年代代，發(fā)發(fā)生于于美國(guó)國(guó)洛杉杉機(jī)市市的一一系列列光化化學(xué)煙煙霧事事件的的總稱(chēng)稱(chēng)。該該市臨臨海依依山，，處于于50公里里長(zhǎng)的的盆地地中，，一年年有300天出出現(xiàn)逆逆溫(即大大氣層層某一一高度度上的的溫度度不隨隨高度度遞減減，出出現(xiàn)反反常增增加或或不變變。這這會(huì)阻阻礙大大氣向向上的的對(duì)流流擴(kuò)散散和污污染物物的擴(kuò)擴(kuò)散)，5～10月月陽(yáng)光光強(qiáng)烈烈。由由于大大量汽汽車(chē)排排放含含氮氧氧化物物、碳碳?xì)浠衔镂?、一一氧化化碳等等廢氣氣，加加之洛洛杉機(jī)機(jī)市特特殊的的地理理及氣氣候條條件，，自1943年年開(kāi)始始，形形成了了多次次光化化學(xué)煙煙霧事事件。。當(dāng)?shù)氐鼐用衩窦娂娂姺磻?yīng)應(yīng)有眼眼睛或或喉嚨嚨刺激激，其其中以以1952年的的一次次最為為嚴(yán)重重，大大批居居民發(fā)發(fā)生眼眼睛紅紅腫、、喉痛痛、咳咳嗽、、皮膚膚潮紅紅等癥癥狀，，嚴(yán)重重者心心肺功功能衰衰竭，，導(dǎo)致致近400位65歲歲以上上老人人死亡亡。此此外，，植物物大面面積死死亡，，車(chē)禍禍增多多。當(dāng)堂檢檢測(cè)反反饋1、四四口這這家分分別單單獨(dú)使使用不不同種種類(lèi)的的燃料料時(shí)的的平均均月消消耗分分別為為：木木柴約約200千千克，，煙煤煤約80千千克，，液化化石油油氣約約30千克克，煤煤氣約約60千克克。這這四種種燃料料中的的熱值值最高高的是是(））A、液液化石石油氣氣B、、煤氣氣C、煙煙煤D、、木柴柴A2、航天天工業(yè)業(yè)中的的火箭箭是用用液態(tài)態(tài)氫作作為燃燃料的的，這這是因因?yàn)橐阂簯B(tài)氫氫具有有（））A、較小小的質(zhì)質(zhì)量B、較小小的密密度C、較大大的比比熱容容D、較大大的熱熱值D3、熱熱機(jī)效效率是是指_______________的能能量與與___________________之之比。。熱機(jī)機(jī)效率率總小小于1，因因?yàn)閍、_____________________b、_____________________c、_____________________d、_____________________用來(lái)做做有用用功的的能量量燃料完完全燃燃燒放放出的的熱量量燃料并并未完完全燃燃燒廢氣帶帶走一一部分分能量量零件之之間摩摩擦，，消耗耗部分分能量量曲軸獲獲得的的機(jī)械械能也也沒(méi)有有完全全用來(lái)來(lái)對(duì)外外做功功例1.小明學(xué)學(xué)習(xí)了了有關(guān)關(guān)熱學(xué)學(xué)的知知識(shí)后后，知知道水水的比比熱容容是4.2×103J/(kg·℃℃)，，他想想估算算一下下自己己家每每天燒燒水、、做飯飯需要要的熱熱量。。于是是小明明仔細(xì)細(xì)記錄錄了他他家每每天燒燒水、、煮飯飯、炒炒菜需需要的的時(shí)間間，并并把它它折算算成燒燒水時(shí)時(shí)間，，相當(dāng)當(dāng)于每每天將將30kg、20℃℃的水水燒開(kāi)開(kāi)（1））小明明家每每天燒燒水做做飯需需要多多少熱熱量？？（2））如果果普通通煤的的熱值值是3×107J/kg，，從理理論上上講小小明家家每天天燒水水做飯飯需要要多少少千克克煤？？（3））若小小明家家每天天實(shí)際際用煤煤2kg，，由此此小明明計(jì)算算出他他家煤煤爐的的效率率是多多少？？你認(rèn)認(rèn)為小小明家家煤爐爐效率率低的的原因因是什什么？？例2、、小小兵兵同同學(xué)學(xué)想想知知道道一一輛輛小小汽汽車(chē)車(chē)的的實(shí)實(shí)際際效效率率是是多多少少。。他他從從駕駕駛駛員員師師傅傅處處了了解解到到，，該該汽汽車(chē)車(chē)100km耗耗油油約約7㎏㎏。。從從書(shū)書(shū)上上查查得得汽汽油油的的熱熱值值q＝＝4.6××107J/㎏㎏，，他他又又測(cè)測(cè)出出在在平平直直公公路路上上，，人人用用644N的的水水平平拉拉力力可可使使汽汽車(chē)車(chē)勻勻速速前前進(jìn)進(jìn)。。（（空空氣氣阻阻力力不不計(jì)計(jì)））求求：：⑴該該小小汽汽車(chē)車(chē)行行駛駛100km，，消消耗耗的的總總能能量量是是多多少少？？⑵該該小小汽汽車(chē)車(chē)勻勻速速行行駛駛100km，，做做的的有有用用功功是是多多少少？？⑶該該小小汽汽車(chē)車(chē)的的效效率率是是多多少少？？⑷若若汽汽油油充充分分燃燃燒燒，，汽汽油油燃燃燒燒放放出出的的總總能能量量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化成成了了哪哪幾幾種種形形式式的的能能？？4、、柴柴油油機(jī)機(jī)是是工工農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)生生產(chǎn)產(chǎn)中中常常用用的的熱熱機(jī)機(jī)，，已已知知某某型型號(hào)號(hào)柴柴油油機(jī)機(jī)的的效效率率是是30%，，在在柴柴油油機(jī)機(jī)內(nèi)內(nèi)完完全全燃燃燒燒2千千克克柴柴油油能能放放熱熱J，，這這些些熱熱通通過(guò)過(guò)柴柴油油機(jī)機(jī)的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化能能對(duì)對(duì)外外做做有有用用功功J。。（（柴柴油油的的熱熱值值為為3.3××107J/kg5、、完完全全燃燃燒燒140克克焦焦炭炭（（焦焦炭炭的的熱熱值值為為3.0××107J/kg)能能放放出出多多少少熱熱量量？？若若這這些些熱熱量量的的30%被被水水吸吸收收，，則則能能使使30kg、、20℃℃的的水水溫溫度度升升高高到到多多少少度度？？6.6××1071.98××107課后后作作業(yè)業(yè)：：發(fā)射射衛(wèi)衛(wèi)星星的的火火箭箭燃燃料料要要體體積積小小，，重重量量輕輕，，但但發(fā)發(fā)出出的的熱熱量量要要大大，，這這樣樣才才能能減減輕輕火火箭箭的的重重量量，，使使衛(wèi)衛(wèi)星星快快速速地地送送上上軌軌道道。。液液體體燃燃料料放放出出的的能能量量大大，，產(chǎn)產(chǎn)生生的的推推力力也也大大；；而而且且這這種種燃燃料料比比較較容容易易控控制制，，燃燃燒燒時(shí)時(shí)間間較較長(zhǎng)長(zhǎng)，，因因此此，，發(fā)發(fā)射射衛(wèi)衛(wèi)星星的的火火箭箭大大都都采采用用液液體體燃燃料料。。體會(huì)會(huì)與與收收獲獲通過(guò)過(guò)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí),你有有何何體體會(huì)會(huì)與與收收獲獲?9、靜夜四四無(wú)鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。1月-231月-23Sunday,January1,202310、雨中中黃葉葉樹(shù)，，燈下下白頭頭人。。。13:50:5813:50:5813:501/1/20231:50:58PM11、以我獨(dú)獨(dú)沈久，，愧君相相見(jiàn)頻。。。1月-2313:50:5913:50Jan-2301-Jan-2312、故人人江海海別，，幾度度隔山山川。。。13:50:5913:50:5913:50Sunday,January1,202313、乍見(jiàn)翻疑夢(mèng)夢(mèng)，相悲各問(wèn)問(wèn)年。。1月-231月-2313:50:5913:50:59January1,202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)發(fā)，舊國(guó)見(jiàn)青青山。。01一月20231:50:59下午13:50:591月-2315、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。。一月月231:50下下午午1月月-2313:50January1,202316、行行動(dòng)動(dòng)出出成成果果，，工工作作出出財(cái)財(cái)富富。。。。2023/1/113:50:5913:50:5901January202317、做前，能能夠環(huán)視四四周；做時(shí)時(shí)，你只能能或者最好好沿著以腳腳為起點(diǎn)的的射線向前前。。1:50:59下下午1:50下下午13:50:591月-239、沒(méi)有有失敗敗，只只有暫暫時(shí)停停止成成功??！。1月-231月-23Sunday,January1,202310、很多事情情努力了未未必有結(jié)果果，但是不不努力卻什什么改變也也沒(méi)有。。。13:50:5913:50:5913:501/1/20231:50:59PM11、成功功就是是日復(fù)復(fù)一日日那一一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小小努力力的積積累。。。1月-2313:50:5913:50Jan-2301-Jan-2312、世間成事，，不求其絕對(duì)對(duì)圓滿(mǎn)，留一一份不足，可可得無(wú)限完美美。。13:50:5913:50:5913:50Sunday,January1,202313、不不知知香香積積寺寺，，數(shù)數(shù)里里入入云云峰峰。。。。1月月-231月月-2313:50:5913:50:59January1,202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的的人能把世界界放在手中像像泥塊一樣任任意揉捏。01一月20231:50:59下午13:50:591月-2315、楚塞三湘接接，荊門(mén)九派派通。。。一月231:50下下午1月-2313:50January1,202316、少年十五五二十時(shí)，，步行奪得得胡馬騎。。。2023/1/113:50:5913:50:5901January202317、空山山新雨雨后，，天氣氣晚來(lái)來(lái)秋。。。1:50:59下下午1:50下下午午13:50:591月-239、楊柳柳散和和風(fēng)，，青山山澹吾吾慮。。。1月-231月-23Sunday,January1,202310、閱讀一切好好書(shū)如同和過(guò)過(guò)去最杰出的的人談話(huà)。13:50:5913:50:5913:5