第四節(jié)熱機效率和環(huán)境保護.ppt

1、第四節(jié) 熱機效率和環(huán)境保護,燃料的熱值,柴、煤炭、煤油、煤氣、天然氣；,一、燃料的分類,固體燃料、液體燃料和氣體燃料。,例如：,二、燃料燃燒的化學反應,能量轉化： 作用： 猜測：,化學能-內(nèi)能,給人類提供絕大部分能量，來加熱或做功；,相同質量的不同燃料，完全燃燒時放出的熱量相同嗎 ？,三、熱值 燃料的燃燒是一種化學反應，燃燒過程中，儲存在燃料中的化學能被釋放，轉變?yōu)閮?nèi)能。相同質量的不同燃料完全燃燒放出的熱量是不同的。,1、定義：,2、單位及符號：,某種燃料完全燃燒放出的熱量與所用該燃料的質量之比，叫做這種燃料的熱值。其符號是q。,J/kg, (J/m3),3、燃料的熱值表、意義,木炭: 3.4

2、107J/kg,1千克木炭完全燃燒時放出的熱量是3.4107J.,煤氣:,3.9107J/m3,物理意義:,1立方米煤氣完全燃燒時放出的熱量是3.9107J.,物理意義:,練習：,1kg汽油的熱值小，2kg汽油的熱值大？ 1m天然氣完全燃燒的熱值大，未完全燃燒的熱值?。?1kg干木柴完全燃燒放出的熱量？2kg？,四、計算熱量公式,1、公式：,Q放=mq,2、例題：,小明某次用火爐燒水時，共消耗了1.5kg的煙煤，試計算這些煙煤完全燃燒放出多少焦的熱量（煙煤的熱值q=2.7107J/kg)?,解：Q=mq =1.5kg2.7107J/kg =4.05107J,答：這些煤完全燃燒放出的熱量為4.0

3、5107J。,5kg40的水燒開，需要完全燃燒的多少kg的干木柴？（燃料完全燃燒放熱全部被水吸收）,五、燃料的利用率,思考： 上例中小明燒水用了1.5kg的煙煤，這些煤 完全燃燒放出的熱量為4.05107J，實際放 出的熱量是4.05107J嗎？為什么？水實際 吸收的熱量呢？,水實際吸收的熱量，稱為有效利用的熱量。,1、爐子的效率,1）定義：,2）公式：,有效利用的熱量（水吸收的熱量）與 燃料完 全燃燒放出的熱量之比。,2、提高燃料利用率，節(jié)約能源的措施,1）使煤充分燃燒，將煤磨成煤粒，加大送風量。,2）加大受熱面積，減少煙氣帶走的熱量。,3、熱機的效率,1）定義：,用來做有用功的那部分能量與

4、燃料完全燃燒放出的能量之比。,2）公式：,=,Q放,W有,3）在內(nèi)燃機中，燃料所釋放的能量都到哪里去了？,做有用功的能量,廢氣帶走的能量,汽缸散熱及摩擦損失的能量,損耗1：_,損耗2： ,損耗3： _,燃料燃燒產(chǎn)生能量,在熱機的各種能量的損失中, _帶走的能量最多。,設法利用熱機_的能量，是提高燃料利用率的重要措施。,做有用功,廢氣排出帶走,機件傳熱損失,克服摩擦消耗,廢氣,廢氣,損耗4： _,部分燃料未完全燃燒,熱機中的能量損耗,廢氣排出帶走能量； 機械傳熱損失能量； 克服摩擦消耗能量； 部分燃料未完全燃燒； 都是引起能量損失的原因。因此，提高熱機效率，可提高燃料的利用率。,蒸氣機效率最低：

5、6%15%； 汽油機效率：20%30%； 柴油機效率：30%45%。,4）、提高熱機效率的途徑和節(jié)能方法：（l）盡可能減少各種熱損失，如保證良好的潤滑，減少因克服摩擦所消耗的能量； （2）充分利用廢氣的能量，提高燃料的利用率，如利用熱電站廢氣來供熱。這種既供電又供熱的熱電站，比起一般火電站來，燃料的利用率大大提高。,課外拓展,柴油機的節(jié)能效果可以從以下幾方面思考: 1、看柴油是否充分燃燒，燃燒越充分，排出尾氣的柴油味將越淡，顏色越淡。 2、內(nèi)能轉化為機械能的效率，在同樣負荷情況下，尾氣溫度越低，說明轉化為機械能越多，機械效率越高。,例題：把5kg40的水燒開，需要完全燃燒多少kg的干木柴？（已

6、知干木柴的熱值為1.2107J/kg，外界為標準大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收） 解：,Q吸=cm（t-t0） =4200J/(kg0C)5kg600C =1.26 106J； Q放Q吸 m1=Q放/q = 1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg,小結：,1、燃料的熱值,2、熱機的效率總小于100%,3、熱機中的能量損耗,4、提高熱機效率的途徑,熱機的使用改變了這個世界，_了社會的發(fā)展。,推動,六、熱機帶來的環(huán)境污染和環(huán)保措施,空氣污染和噪聲污染。 環(huán)境保護的措施： 1、改進燃燒設備，消除煙塵； 2、研究和研發(fā)低能耗，少污染的高性能熱機； 3、充分開發(fā)利用綠色能源

7、。如太陽能、氫氣等； 4、在內(nèi)燃機的排氣管上安裝消聲器，以減少噪聲污染。,閱讀材料,1. 汽車尾氣污染 滾滾車流給我們的環(huán)境帶來的污染已經(jīng)到了觸目驚心的地步。有資料顯示，我國的汽車尾氣排放標準比大多數(shù)發(fā)達國家落后近10年，并且執(zhí)行情況參差不齊。與美國標準相比，我國汽車一氧化碳(CO)排放量上限高出56%，氮氧化合物高出32%，碳氫化合物則高出3倍以上。即使是達到排放標準的車輛，其排放的一氧化碳數(shù)量也是歐洲車輛的2倍左右，碳氫化合物和氮氧化物排放數(shù)量是歐洲車輛的3倍以上。雖然上海和北京標準較高，但是與歐洲和美國相比仍然寬松很多。專家指出：我國各大城市污染正在從煤煙型污染向汽車尾氣型污染轉化。,有

8、調(diào)查表明，我國許多城市的機動車尾氣已成為大氣污染的首要來源。廣州市空氣主要污染源為：機動車尾氣占22%，工業(yè)排放占20.4%，建筑工地揚塵占19.2%；一向享有“人間天堂”美譽的杭州市這幾年也越來越嚴重地遭受機動車尾氣污染之苦，即便是晴好天氣，城市上空也常是灰蒙蒙一片，污染指數(shù)與廣州市不相上下；作為第一批環(huán)保模范城市的深圳，如今機動車尾氣污染竟然已占大氣污染的70%，每年排放各種有害物質達20多萬噸，并且還在以每年超過20%的速度增加；北京的汽車污染形勢同樣嚴峻。隨著城市煤煙型污染控制取得成效，今后城市機動車排放污染對空氣質量的影響將越來越突出。,不可否認，汽車產(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟有巨大的拉動作用，而治

9、理污染付出的代價也不應視而不見。以北京為例：北京現(xiàn)在每年在大氣治理上要花費100億元人民幣，到2008年總共要花費近1000億元人民幣，其中用于機動車尾氣治理的至少有幾百億。如果把全國的情況算起來，那將是一個天文數(shù)字。 同時，覆蓋在我國城市上空的以汽車尾氣為主的煙霧更導致了龐大的醫(yī)療成本。世界銀行發(fā)布的報告顯示：中國肺病發(fā)病率在過去30年翻了一番。因空氣污染導致的醫(yī)療成本增加以及工人生病喪失的生產(chǎn)力使得中國GDP的5%被抵消掉。我國的污染如此嚴重，以至于美國國務院不允許家庭成員患哮喘的外交官在我國某些城市任職。,課堂練習,1、要提高熱機效率必須 （ ） A.讓更多的燃料燃燒 B.提高熱機功率

10、C.減少各種熱損失 D.利用熱值大的燃料 2、關于熱機和環(huán)保的說法正確的是 （ ） A.所有的熱機都是用汽油作燃料 B.熱機的大量使用會造成大氣污染 C.熱機產(chǎn)生的噪聲可被消聲器完全消除 3、說出幾種你所認識的綠色新能源。,C,B,太陽能、水能、風能、地熱能等,4、某汽油機效率為20，這表示它每做100J的有用功要完全燃燒產(chǎn)生_ J能量的汽油，要向外散失_ J的能量。 5、甲、乙兩輛汽車，甲汽油機效率比乙汽油機效率高，這表明（ ） A甲做功比乙多。 B甲做功比乙少。 C甲消耗的汽油比乙少。 D相同的牽引力行駛相同的路程，甲耗油少。 6、一臺效率為40的柴油機，當輸出6600J的有用功時，消耗的柴油量為多少千克？ （q柴油=3.3107 J/kg）,500,400,D,7、一輛60KW的載重汽車，保持功率不變在平直的馬路上行駛，受到的阻力是 4.5 N，發(fā)動機每小時耗油20L，求： （1）發(fā)動