滬科版九年級(jí)物理 （熱機(jī)效率與環(huán)境保護(hù)）內(nèi)能與熱機(jī)課件教學(xué)

九年級(jí)物理滬科版·上冊(cè)第四節(jié)熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)

新課引入觀察并回答：燃料燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能火力發(fā)電燒水做飯火箭升空學(xué)習(xí)目標(biāo)熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)

1.什么是燃料的熱值？如何利用熱值計(jì)算熱量？

2.什么是熱機(jī)的效率？

3.了解熱機(jī)使用與環(huán)境保護(hù)的知識(shí)。新知講解一、燃料的熱值選用這幾種不同的燃料，所需的燃料質(zhì)量相同嗎？思考新知講解實(shí)驗(yàn)結(jié)論：完全燃燒相同質(zhì)量的不同燃料放出的熱量是不相等的。新知講解某種燃料完全燃燒放出的熱量與所用該燃料的質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值。2.定義：表示燃料完全燃燒時(shí)釋放熱量的能力。1.意義：國(guó)際單位：焦每千克；符號(hào)：J/kg。

氣體燃料的單位：焦每立方米；符號(hào)：J/m3。3.單位：對(duì)于氣體燃料而言，熱值則是某種燃料完全燃燒放出的熱量與所用該燃料的體積之比。新知講解注意1.物理意義：熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。2.熱值是燃料本身的一種特性，其大小只與燃料的種類(lèi)有關(guān)，與燃料的質(zhì)量、體積以及燃燒情況無(wú)關(guān)。4.常見(jiàn)燃料的熱值新知講解5.公式：

新知講解例題：計(jì)算4kg的柴油完全燃燒釋放的熱量。

500g汽油完全燃燒時(shí)，可以放出多少熱量？強(qiáng)化訓(xùn)練

強(qiáng)化訓(xùn)練思考并回答：

（1）在多數(shù)情況下，燃料都不可能完全燃燒，因此，燃料燃燒時(shí)實(shí)際放出的熱量往往少于根據(jù)熱值計(jì)算出來(lái)的熱量。（2）燃料燃燒放出的熱量也不可能完全得到利用。新知講解二、熱機(jī)的效率熱機(jī)工作時(shí)，燃料所蘊(yùn)藏的化學(xué)能有很大一部分損耗掉了，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做有用功的能量只是燃料燃燒時(shí)放出熱量的一部分。注意新知講解熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，對(duì)外做的有用功與燃料完全燃燒所釋放的能量的比值。1.定義：2.公式：

注意

1.熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)。熱機(jī)的效率高，在做功同樣多的情況下，就消耗更少的燃料，從而節(jié)約能源，減少污染。2.熱機(jī)的效率總小于1。新知講解汽油機(jī)的效率為20%~30%蒸汽機(jī)的效率只有6%~15%3.常見(jiàn)熱機(jī)的效率柴油機(jī)的效率為30%~40%噴氣式飛機(jī)的效率為50%~60%新知講解4.提高熱機(jī)效率的方法：減少熱機(jī)工作中的各種能量損失。（1）盡可能使燃料充分燃燒；（2）盡量減小各種熱量損失；（3）機(jī)件間保持良好的潤(rùn)滑以減小摩擦。

一輛汽車(chē)在平直公路上勻速行駛了6.9km，受到的阻力3.0×103N，消耗汽油1.5kg，汽油的熱值q=4.6×107J/kg。求（1）牽引力所做的功。（2）熱機(jī)的效率。

解:（1）牽引力大小為：F=f=3.0×103N牽引力所做的功：W有=Fs=3.0×103N

×6.9×103m=2.07×107J（2）汽油完全燃燒放出的熱量：Q放＝mq

=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J熱機(jī)的效率:==30%η=W有Q放2.07×107J6.9×107J強(qiáng)化訓(xùn)練新知講解三、環(huán)境保護(hù)1.熱機(jī)的利用帶來(lái)的環(huán)境污染汽車(chē)排放尾氣燃料燃燒排放的煙塵使大氣十分渾濁，排放的二氧化硫、二氧化碳和氮氧化合物，會(huì)形成酸雨，危害植物，污染環(huán)境。新知講解2.怎樣控制熱機(jī)對(duì)環(huán)境造成的污染（1）改進(jìn)燃燒設(shè)備，消除煙塵；（2）提高燃料的綜合利用，采取之中供熱（3）充分利用污染少和無(wú)污染的能源知識(shí)總結(jié)熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)

熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，對(duì)外做的有用功與燃料完全燃燒所釋放的能量的比值,叫熱機(jī)的效率。

3.了解熱機(jī)使用會(huì)污染環(huán)境，要控制熱機(jī)對(duì)環(huán)境造成的污染。目標(biāo)測(cè)試1.（2018·龍東）一個(gè)成年人參加一次長(zhǎng)跑，身體消耗的能量為6.6×106J，這些能量相當(dāng)于完全燃燒0.55kg的干木柴才能得到，則干木柴的熱值為_(kāi)__________J/kg，干木柴用掉一半后，剩余干木柴的熱值將________（選填“變大”、“變小”或“不變”）

1.2×107不變2.對(duì)于燃料的熱值，下列說(shuō)法中，屬于正確理解的是(

)A.燃料的熱值跟燃料燃燒時(shí)放出的熱量成正比B.燃料沒(méi)燃燒時(shí)就沒(méi)有熱值C.就某種確定的燃料而言，它的熱值是一個(gè)確定的值，

跟燃料的質(zhì)量及燃料燃燒放出的熱量無(wú)關(guān)D.容易燃燒的燃料熱值一定大C目標(biāo)測(cè)試3.下列說(shuō)法正確的是（）A.燃料燃燒時(shí)，質(zhì)量越大，熱值越大。B.燃料的熱值與燃料的種類(lèi)有關(guān)，與燃料的質(zhì)量和燃燒狀況無(wú)關(guān)。C.燃料不完全燃燒時(shí)的熱值比完全燃燒時(shí)的熱值小。D.燃燒1kg某種燃料放出的熱量叫這種燃料的熱值。B目標(biāo)測(cè)試4.下列關(guān)于熱機(jī)和環(huán)境保護(hù)的說(shuō)法中，正確的是（）A.熱機(jī)排出的尾氣沒(méi)有內(nèi)能B.熱值越大的燃料，燃燒時(shí)放出的熱量越多C.熱機(jī)的效率能達(dá)到100%D.熱機(jī)的大量使用會(huì)造成環(huán)境污染D目標(biāo)測(cè)試5.酒精的熱值是３×107J／kg，要放出6.0×106J的熱量，需完全燃燒多少kg酒精?如果燃?xì)獾拿芏葹?.2kg/m3,燃?xì)獾臒嶂禐?×107J／m3,要放出同樣的熱量，需完全燃燒多少kg的燃?xì)?？解：需完全燃燒酒精的質(zhì)量：m1===0.2kgQ放q16.0×106J３×107J／kg需完全燃燒燃?xì)獾捏w積：V

===0.15m3Q放q26.0×106J4×107J／m3完全燃燒燃?xì)獾馁|(zhì)量：m2

=

ρV=1.2kg/m3×0.15m3=0.18kg答：要放出6.0×106J的熱量，需完全燃燒0.2kg酒精，完全燃燒0.18kg的燃?xì)?。目?biāo)測(cè)試第十三章內(nèi)能與熱機(jī)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。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。

質(zhì)量相等的不同燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱量是不同的。

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）固體和液體燃料氣體燃料燃料的熱值

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，同種燃料的熱值與燃料的質(zhì)量無(wú)關(guān)。Q=mq質(zhì)量為m的燃料完全燃燒釋放的能量是：Q：燃料完全燃燒釋放的熱量ｑ：燃料的熱值ｍ：燃料的質(zhì)量燃料的熱值燃料的熱值無(wú)煙煤的熱值為3.4×107J/kg，表示1kg的煤在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為3.4×107J。液化氣的熱值為4.9×107J/m3，表示1m3的液化氣在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為4.9×107J。請(qǐng)計(jì)算：干木柴煙煤汽油熱機(jī)效率討論交流：熱機(jī)工作時(shí)，能不能將燃料所蘊(yùn)藏的化學(xué)能全部用來(lái)對(duì)外做有用功呢？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熱機(jī)中燃料釋放能量的主要走向示意圖熱機(jī)效率熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒釋放的能量的比值稱(chēng)為熱機(jī)效率，即：η=W有Q放×100%議一議怎樣提高熱機(jī)的效率？使燃料充分燃燒;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)；注意保養(yǎng)，保證良好的潤(rùn)滑，減少因克服摩擦阻力而額外消耗的能量。

想一想熱機(jī)的效率能達(dá)到100%嗎？為什么？

不能達(dá)到100%，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1，即熱機(jī)效率小于100%。環(huán)境保護(hù)熱機(jī)為人類(lèi)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，但也帶來(lái)了許多環(huán)境污染問(wèn)題：1.對(duì)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(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

討論交流如何保護(hù)我們的環(huán)境？改進(jìn)燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置;集中供熱；改用氣體燃料，普及煤氣和天然氣；充分開(kāi)發(fā)利用污染少和無(wú)污染的新能源。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(lèi)等一次污染物在陽(yáng)光紫外線(xiàn)的作用下發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧(占產(chǎn)物85%以上)、過(guò)氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛類(lèi)、酮類(lèi)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(chēng)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(lèi)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年代初期至50年代，發(fā)生于美國(guó)洛杉機(jī)市的一系列光化學(xué)煙霧事件的總稱(chēng)。該市臨海依山，處于50公里長(zhǎng)的盆地中，一年有300天出現(xiàn)逆溫(即大氣層某一高度上的溫度不隨