九年級(jí)物理全13.4熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)市公開課一等獎(jiǎng)省優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

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)第1頁人類利用能量主要是從燃料燃燒中取得內(nèi)能它們都離不開燃料第2頁1、常見燃料：煤、石油、天然氣、木材或植物秸稈等燃料燃燒過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能過程2、燃料共同特點(diǎn)：固體燃料液體燃料氣體燃料第3頁

不一樣燃料放熱本事相同嗎？怎么比較它們誰放熱本事強(qiáng)呢？想想議議第4頁約0.73Kg約2.8Kg約1.16Kg說明：不一樣燃料燃燒釋放能量不一樣第5頁經(jīng)驗(yàn)告訴我們，等質(zhì)量煤和干木柴，充分燃燒，煤放出熱量要比柴多得多。我們用熱值這個(gè)概念來表示燃料放出熱量本事。不一樣燃料燃燒釋放出能量能力是不一樣

不一樣燃料放熱本事相同嗎？怎么比較它們誰放熱本事強(qiáng)呢？想想議議第6頁單位：J/Kg一.燃料熱值為了研究不一樣燃料燃燒釋放能量能力不一樣特征——熱值用字母：q

表示

某種燃料完全燃燒放出熱量與所用燃料質(zhì)量之比，叫做這種燃料熱值?；騄/m3（氣體）第7頁［強(qiáng)調(diào)］（1）熱值定義中：注意“必須完全燃燒”；（2）熱值是燃料主要特征，反應(yīng)燃料燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能本事大小。只與燃料種類相關(guān)，與質(zhì)量和是否完全燃燒無關(guān)。第8頁1kg干木柴完全燃燒釋放出1.2×107J熱量；那么質(zhì)量為m

kg干木柴完全燃燒釋放出多少J熱量，怎么計(jì)算？Q=mq公式：或：Q=Vq燃料完全燃燒釋放熱量燃料質(zhì)量燃料熱值燃料體積第9頁

請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材51頁“常見燃料熱值”，并從表中查出“干木柴”、“煙煤”、“液化石油氣”熱值，說說它們表示意義？Zxx，k

干木柴熱值為1.2×107J/Kg，表示1千克干木材完全燃燒放出熱量為1.2×107J

煙煤熱值為2.9×107J/Kg，表示1千克煙煤完全燃燒放出熱量為2.9×107J

液化石油氣熱值為4.9×107J/m3，表示1m3液化氣完全燃燒放出熱量為4.9×107J第10頁為何發(fā)射火箭上天要用氫做燃料？想一想第11頁例1：計(jì)算5Kg汽油完全燃燒釋放熱量。（q=4.6×107J/Kg）已知：m=5Kg,q=4.6×107J/Kg求:Q解:Q=mq=5Kg×4.6×107J/Kg=2.3×108J答:完全燃燒釋放熱量為2.3×108J第12頁例2：在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將5kg40℃水燒開，需要完全燃燒多少kg干木柴？（已知干木柴燃燒值為1.2×107J/kg，而且燃料完全燃燒放出熱量全部被水吸收）分析：利用吸熱公式Q吸=Cm(t-t0)能夠算出將水燒開要吸收多少熱量，（解題時(shí)應(yīng)注意在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水沸點(diǎn)是100℃，即水燒開時(shí)溫度為100℃），再利用Q吸=Q放和燃料燃燒值求干木柴質(zhì)量。1.26×106J，0.105kg第13頁Q吸=Cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-40℃)=1.26×106J因?yàn)镼吸=Q放=1.26×106J所以干木柴質(zhì)量解：第14頁二、熱機(jī)效率交流與討論：

熱機(jī)工作時(shí)，能不能把燃料所蘊(yùn)藏化學(xué)能全部用來對(duì)外做有用功？

熱機(jī)工作時(shí)，并不能將燃料所蘊(yùn)藏化學(xué)能全部用來對(duì)外做有用功，有很大一部分能量在工作過程中損耗掉了。第15頁1、部分燃料未完全燃燒2、克服摩擦消耗能量轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做有用功能量4、機(jī)械傳熱損失能量3、廢氣排出帶走能量第16頁熱機(jī)效率：熱機(jī)工作時(shí)，對(duì)外做有用功與燃料完全燃燒所釋放能量比值稱為熱機(jī)效率。爐子效率：有效利用熱量與燃料完全燃燒放出熱量比值η＝Q有/Q總×100％第17頁1、部分燃料未完全燃燒2、克服摩擦消耗能量轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做有用功能量4、機(jī)械傳熱損失能量3、廢氣排出帶走能量議一議：怎樣提升熱機(jī)效率？第18頁怎樣提升熱機(jī)效率？使燃料充分燃燒;盡可能降低各種熱量損失；在熱機(jī)設(shè)計(jì)和制造上采取先進(jìn)技術(shù)；注意保養(yǎng)，確保良好潤(rùn)滑，降低因克服摩擦阻力而額外消耗能量。第19頁想想看：熱機(jī)效率能到達(dá)100﹪嗎？為何？不能。因?yàn)闊釞C(jī)在工作過程中一定有能量損失。請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材52頁倒數(shù)第二段，了解各種熱機(jī)效率。第20頁三、環(huán)境保護(hù)熱機(jī)為人類發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，但也帶來了許多環(huán)境污染問題。第21頁第22頁1.對(duì)人體健康直接危害,硫酸霧和硫酸鹽霧毒性比二氧化硫大得多,能夠侵入肺深部組織,引發(fā)肺水腫等疾病而使人致死.2.引發(fā)河流、湖泊水體酸化,嚴(yán)重影響水生動(dòng)植物生長(zhǎng).Zxx。k3.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.滲透地下,使水中鋁、銅、鋅、鎘含量比中性地下水中高很多倍.酸雨危害第23頁第24頁第25頁第26頁洛杉機(jī)光化學(xué)煙霧事件

首先，什么是光化學(xué)煙霧呢?氮氧化物、烴類等一次污染物在陽光紫外線作用下發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧(占產(chǎn)物85%以上)、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混合物稱為光化學(xué)煙霧，它呈淺蘭色、有刺激性和很強(qiáng)氧化性，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40年代早期至50年代，發(fā)生于美國洛杉機(jī)市一系列光化學(xué)煙霧事件總稱。該市臨海依山，處于50公里長(zhǎng)盆地中，一年有300天出現(xiàn)逆溫(即大氣層某一高度上溫度不隨高度遞減，出現(xiàn)反常增加或不變。這會(huì)妨礙大氣向上對(duì)流擴(kuò)散和污染物擴(kuò)散)，5～10月陽光強(qiáng)烈。因?yàn)榇罅科嚺欧藕趸?、碳?xì)浠衔?、一氧化碳等廢氣，加之洛杉機(jī)市特殊地理及氣候條件，自1943年開始，形成了屢次光化學(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1952年一次最為嚴(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)重者心肺功效衰竭，造成近400位65歲以上老人死亡。另外，植物大面積死亡，車禍增多。第27頁環(huán)境保護(hù)辦法：1、加強(qiáng)立法，控制人為污染2、改進(jìn)燃燒裝置，加裝消煙除塵設(shè)備，以降低煙塵排放3、推廣、普及“環(huán)境保護(hù)型能源”4、人口密集區(qū)采取集中共熱，提升燃料利用率5、種植綠色植物，凈化空氣第28頁小結(jié)：1、熱值：①概念：

②單位；③公式：④計(jì)算：2、熱機(jī)效率：①概念：

②提升熱機(jī)效率路徑：詳細(xì)辦法：3、保護(hù)環(huán)境，從我做起。把1千克某種燃料完全燃燒釋放出能量（熱量）叫做這種燃料熱值。用q表示。

J/kg（固體、液體）J/m3（氣體）Q＝mq（或Q＝Vq）

熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉δ芰颗c燃料完全燃燒所釋放能量比值稱為熱機(jī)效率。用η表示。

公式：η＝Q有/Q總×100％降低熱機(jī)各種能量損失

首先要降低燃燒過程中熱量損失;

其次是減小機(jī)械摩擦以降低機(jī)械損失.

再次是盡可能簡(jiǎn)化機(jī)械傳動(dòng)部分,以降低機(jī)械損失.第29頁當(dāng)堂檢測(cè)反饋A2、航天工業(yè)中火箭是用液態(tài)氫作為燃料，這是因?yàn)橐簯B(tài)氫含有（）

A、較小質(zhì)量B、較小密度

C、較大比熱容D、較大熱值D1、四口之家分別單獨(dú)使用不一樣種類燃料時(shí)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。這四種燃料中熱值最高是()A、液化石油氣B、煤氣

C、煙煤D、木柴第30頁4、相關(guān)熱值概念，以下說法中正確是()A、燃料完全燃燒時(shí)，它熱值最大B、沒有燃燒燃料，熱值等于零C、燃料燃燒時(shí)放出熱量越多，熱值越大D、燃料熱值與燃燒情況和質(zhì)量無關(guān)，只與燃料種類相關(guān)。5、無煙煤熱值大于干木柴熱值，則()A、燒無煙煤比燒干木柴產(chǎn)生熱量多B、要使它們放出一樣多熱量，完全燃燒無煙煤質(zhì)量小于完全燃燒干木柴質(zhì)量C、燒無煙煤比燒干木柴產(chǎn)生煙塵多D、煤比木柴含有熱量多DB第31頁3、柴油機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中慣用熱機(jī)，已知某型號(hào)柴油機(jī)效率是30%，在柴油機(jī)內(nèi)完全燃燒2千克柴油能放熱

J，這些熱經(jīng)過柴油機(jī)轉(zhuǎn)化能對(duì)外做有用功

J。

（柴油熱值為3.3×107J/kg)4、完全燃燒140克焦炭（焦炭熱值為3.0×107J/kg)能放出多少熱量？若這些熱量30%被水吸收，則能使30kg、20℃水溫度升高到多少度？6.6×1071.98×1074.2×106J30℃第32頁1、為節(jié)約能源，需提升熱機(jī)效率，以下辦法中不能提升效率是()A、盡可能使燃料充分燃燒B、盡可能增加熱機(jī)工作時(shí)間C、盡可能降低廢氣帶走熱量D、盡可能降低熱機(jī)部件間摩擦B2、一個(gè)含0.6kg無煙煤蜂窩煤，能將9kg

、20℃水燒開

（一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）

，而0.6kg液化氣能夠供普通人家一天做飯、燒開水、洗澡用水。這么看來不一樣燃料

不一樣，若q無煙煤=3.4×107J/kg，那么這個(gè)煤爐效率是

。熱值14.8％第33頁4、用煤氣灶既方便又環(huán)境保護(hù)，普通煤氣灶正常工作時(shí)。15min可使質(zhì)量為4Kg、溫度為23℃水沸騰，該城市水沸點(diǎn)為93℃，求：⑴水吸收熱量；⑵若煤氣灶放出熱量70%被水吸收，煤氣灶實(shí)際放出熱量為多少?【C水=4.2×103J／(kg·℃)】解（1)Q吸=Cm(t2-t1)=4.2×103J／(kg·℃)×4kg×(93℃-23℃)=1.176×106J（2）∵Q吸=70%Q放

∴Q放=Q吸/70%=1.176×106J/70%=1.68×106J第34頁晴天垂直于題太陽光地球表面上接收到太陽熱輻射能量約J=1.26×103J/m2.s。太陽能熱水器集熱管接收太陽輻射能面積S=1.5m2，假如熱水器中盛有40kg、10℃水，在太陽照射下使水溫上升30℃需要多少時(shí)間？（熱水器效率為50%）解（1）水吸收熱量：

Q吸=cm△t

=4.2×103J/（kg·

℃）×40kg×30℃

=5.04×106J．

（2）∵Q吸=50%Q放

∴Q放=Q吸/50%=1.008×107J又Q放=JSt∴t=Q放/JS=1.008×107/(1.26×103×1.5)=5333(S)第35頁5、某建筑工地使用如圖所表示裝置搬運(yùn)建筑材料．已知柴油機(jī)效率是40％，柴油熱值是4×107J／kg，用此裝置將一塊重為3200N建筑材料提升5m。歷時(shí)4s，消耗柴油為4g（1）4g柴油完全燃燒放出多少熱量？柴油機(jī)輸出功率多大？（2）提升這塊建筑材料做有用功是多少？整個(gè)裝置效率多大？（3）請(qǐng)對(duì)該工地采取此裝置施工合理性進(jìn)行評(píng)價(jià)．第36頁已知：η柴＝40%，q=4×107J/kg,G=3200N，

h=5m,t=4s,m柴=4g=4×10-3kg求：（1）Q放；P出；（2）W有；η總；（3）評(píng)價(jià)解：（1）Q放=m柴q=4×10-3kg×4×107J/kg=1.6×105J由η＝Q