資源簡介

第四節　熱機效率和環境保護
【2022年版課標要求】
從能量轉化的角度認識燃料的熱值。
【重點難點】
重點:燃料的熱值、熱機效率。
難點:熱機燃料的走向、提高熱機效率的途徑、熱機的應用與環境的關系。
【教學準備】
教師準備:多媒體課件、木柴、煙煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油氣(打火機中裝有)等燃料樣本,布置學生課前進行有關環境污染方面的社會調查。
學生準備:學案、調查樣本。
【教學設計】
【情境引入】
燒水做飯時,我們都需要燃料,你家里使用的是什么燃料 用電、煤氣、煤炭、麥秸、玉米秸,哪種燃料更經濟實惠 哪種燃料有利于環境保護
【新課教學】
一、燃料的熱值
燃料在燃燒過程中,能量是怎樣轉化的
燃料在燃燒過程中,化學能轉化為內能。
怎樣比較不同燃料燃燒放出的熱量呢
取質量相同的燃料,讓它們完全燃燒,在這個條件下比較不同燃料燃燒釋放的熱量。
1.定義:某種燃料完全燃燒放出的熱量與所用該燃料的質量之比,叫作這種燃料的熱值。
2.單位:J/kg、J/m3。
3.公式:Q=mq。
　　4.熱值表示的物理意義:
酒精的熱值是3.0×107 J/kg,表示1 kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107 J。
煤氣的熱值是1.8×107 J/m3,表示1 m3的煤氣完全燃燒放出的熱量是1.8×
107 J。
說明:
(1)熱值和比熱容一樣,都是物質本身的一種特性,熱值決定于物質的種類,同種燃料的熱值相同,不同種燃料的熱值一般不同。
(2)熱值與燃料的質量及燃燒條件(是否完全燃燒)無關。
(3)Q=mq和Q=Vq都能計算燃料燃燒釋放的熱量。
　　二、熱機效率
在熱機內,燃料燃燒釋放的能量是不是都能得到利用
觀察圖示,說一說熱機燃料能量的走向。
1.燃料燃燒釋放的能量有5個走向:①部分燃料未完全燃燒;②克服摩擦消耗能量;③廢氣排出帶走能量;④機械傳熱損失能量;⑤轉化為對外做有用功的能量。
從燃料燃燒釋放的能量走向發現:用來做有用功的能量只占燃料燃燒排放能量的一部分。
2.熱機效率:
(1)定義:熱機運轉中,對外做的有用功與燃料完全燃燒所釋放的能量的比值稱為熱機效率。
(2)公式:η=×100%。
(3)特點:總小于1,原因是燃料不能完全燃燒、廢氣排出帶走能量、克服摩擦消耗能量、機械傳熱損失能量,沒辦法將全部能量都用來做功。
(4)提高熱機效率的途徑:提高熱機效率,其主要途徑是減少熱機工作中的各種能量損失。首先要減少燃燒過程中的熱量損失,其次是要盡量簡化機械傳動部分,并選用優良的潤滑材料減小摩擦,以減少能量損失。
汽油機的效率為20%~30%,柴油機的效率為30%~40%,因為在做功沖程中,柴油機的燃氣對活塞的壓強大于汽油機燃氣對活塞的壓強,在相等的時間內,柴油機燃氣對活塞做的功大于汽油機對活塞做的功,所以,柴油機的效率比汽油機高。
三、環境保護
熱機對環境的污染有哪些
熱機對環境的污染有以下幾個方面:
(1)煙塵污染:排放的煙塵使大氣十分渾濁。
(2)酸雨污染:排放的二氧化硫和氮氧化合物與空氣中的水結合成酸雨,破壞土壤結構,使土壤酸化、損壞建筑物、危害植物使林木降低抗病能力、在酸性湖泊中魚的種類和數量大大減少。
(3)噪聲污染:熱機及帶動的機器產生的聲音會對環境形成噪聲污染。
(4)溫室效應:燃料燃燒產生的二氧化碳,使大氣中二氧化碳的濃度逐年增加,以致引起“溫室效應”,使地球的溫度上升。
如何保護我們生存的環境
(1)改進燃燒設備,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)充分開發利用污染少和無污染的新能源。
(5)在內燃機排氣管上安裝消音器,減小噪聲污染。
(6)大力植樹種草。
(7)加強立法,加強環衛部門的執法力度。對工廠和交通工具要強制達標排放。
【課堂小結】
出示課件:
1.熱值:①概念;②單位;③公式;④計算。
2.熱機效率:①概念;②提高熱機效率的途徑、具體措施。
3.保護環境,從我做起。
布置作業
課本P53~54作業
課本P54本章練習
【板書設計】
第四節　熱機效率和環境保護
一、燃料的熱值
1.定義:把1千克某種燃料完全燃燒釋放出的能量(熱量)叫作這種燃料的熱值。用q表示。
2.單位:J/kg(固體、液體)、J/m3(氣體)。
3.公式:Q=mq(或Q=Vq)。
4.計算:
二、熱機效率
1.定義:熱機轉變為有用功的能量與燃料完全燃燒所釋放的能量的比值稱為熱機效率。用η表示。
2.公式:η=×100%。
3.提高熱機效率的主要途徑:減少熱機各種能量損失。
三、環境保護:從我做起

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