熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)課件

第

十

二

章

內(nèi)

能

與

熱

機(jī)口環(huán)境保護(hù)它們都離不開燃料

。燃料燃燒的過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能

的

過

程

.【

請(qǐng)

你

說

說

】

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

、

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

.燃料的熱值液體燃料氣體燃料有

人

曾

做

過

這

樣

的統(tǒng)計(jì)，燒開裝有100Kg

水的鍋爐，用

干

木

柴

需

要

9Kg,

用

無

煙

煤

需

要

3Kg,

燒

液

化

氣

需

要

0

.

5Kg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

.

氣體燃料熱值是反映燃料燃燒時(shí)化學(xué)能車化為內(nèi)能的本領(lǐng)的大小的物理量，同種燃料的熱固體和值與燃料的質(zhì)量無關(guān).

液體燃料熱值的符號(hào)：

q

單位：

J/kg[J/m3燃料的熱值液化氣的熱值為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

×

1

0

7J.煙

煤

的

熱

值

為

3.4×107

J/kg,表

示

1kg

的

煤

在

完

全

燃

燒

時(shí)

所

放

出

的

熱

量

為

3

.

4

×

1

0

7J.燃料熱值q/J·

kg

-

1酒精3.0×107柴油3.3×10汽油4.6×107煤油4.6×107原油4.4×10燃料熱值q/J·

m

-

3氫氣1.4×10*天然氣3.3×107～4.5×10液化氣4.9

×107煤氣1.8×107干木柴煙煤無煙煤1.2×1072.9×107

3.4×107

3.0×107

3.4

×107無燃料的熱值燃料

熱值q/J·kg-常見燃料的熱值焦炭木炭Q:

燃料完全燃燒釋放的熱量q:

燃

料的

熱

值m:

燃料的質(zhì)量質(zhì)

量m

為

的

燃

料

完

全

燃

燒

釋

放

的

能

量

是：燃料的熱值Q=mg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)能全部用來對(duì)外做有用熱

機(jī)

中燃

料釋

放能量的

主要走向

示意圖燃料很難全部燃燒，燃料的化學(xué)能不能全部釋放由于機(jī)械傳動(dòng)等，克服摩擦所消耗的能量燕

賓藍(lán)警簽毒東機(jī)械傳熱

損失一部

分能量廢氣排出帶走的能量呢?●由圖可知，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做有用功的能量只燃

料燃燒時(shí)所釋放能量

的一部分

.●熱機(jī)

轉(zhuǎn)

變

為

有

用

功

的

能

量

與

燃

料

完

全

燃

燒

釋

放

的

能量的

比值稱為熱機(jī)

效率

，

即：各種熱機(jī)的效率是不同的，蒸汽機(jī)的效率約

6o--150o

,汽

油

機(jī)

的

效

率約

2

0o--30o,柴

油

機(jī)

的

效

率

約

3

0o--40o,噴

氣

式

飛

機(jī)的

效

率

約

5

0o--60/o.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

.熱

機(jī)的

效

率

能

達(dá)

到

1

0

0

%

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%o.汽車排出大量區(qū)氣到大氣中圖12-28

燃料燃燒對(duì)環(huán)境的影響排放的二氧化硫，二氧化碳和氮氧化物，還會(huì)形成酸雨環(huán)

境

保

護(hù)燃料燃燒排放的煙塵

使大氣十分渾濁酸雨危害植物變

下

可

的

應(yīng)

售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

對(duì)

森

林

的

破

壞酸雨對(duì)石像的腐蝕酸

雨

還

會(huì)

引

起

許

多

疾

病酸雨可使兒童免疫功能下降，慢性咽炎、

支氣管哮喘發(fā)病率增加，同時(shí)可使老人眼部、

呼

吸

道

患

病

率

增

加

.

酸

雨

還

可

使

農(nóng)

作

物

大

幅度減產(chǎn)討

論

交

流●

如

何

保

護(hù)

我

們

的

環(huán)

境

?1.改進(jìn)燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置；2.

集

中

供

熱

；3.

改用氣體燃料，普及煤氣和天然氣；4.充分開發(fā)利用污染少和無污染的新能源.信

息

窗●

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(yáng)

光

紫

外

線

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

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的混合物稱為光化學(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

4

0

年

代

初

期

至5

0

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

.

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高度

遞

減，出現(xiàn)反常增

加

或

不

變.

這

會(huì)阻

礙

大

氣向上的對(duì)流擴(kuò)散和污染物的擴(kuò)散>,5～10月陽(yáng)光強(qiáng)烈.

由于大量汽車排放含氮氧化物

、

碳?xì)浠衔?/p>

、

一氧化碳等廢氣

，

加之洛杉機(jī)市特殊的地理

及

氣

候

條

件，

自19

4

3

年

開

始，形

成了多次

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年的一次

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)重者心肺功能衰竭，導(dǎo)致近400位65歲以上老人死亡

.

此外，

植

物大

面

積

死

亡，

車

禍

增

多

.當(dāng)

堂

檢

測(cè)

反

饋1、

完全燃燒5千克無煙煤，能釋放出多少熱量?2、航天工業(yè)中的火箭是用液態(tài)氫作為燃料的，這是因?yàn)橐簯B(tài)

氫

具

有

〔

DA、較小的質(zhì)量

B、較小的密度

C、較大的比熱容

D、較

大的熱值3、熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，下面關(guān)于熱機(jī)效率

的敘述不正確的是〔

CA.

要正確使用，注意保養(yǎng)，可提高效率.B.兩

輛

型

號(hào)

相

同

的

小

汽

車

，

以

相

同

的