熱機效率和環(huán)境保護.ppt

第十三章 內(nèi)能與熱機,第4節(jié) 熱機效率和環(huán)境保護,復習提問,指出下4個圖分別是柴油機工作時的哪個沖程？,壓縮沖程,吸氣沖程,做功沖程,排氣沖程,復習提問,滑輪組的機械效率：,爐灶燒水時 熱量的利用效率：,炒菜做飯、火力發(fā)電、奔馳的汽車與火車、 直入蒼穹的火箭等都離不開燃料。 燃料 燃燒 的過程是化學能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的過程。 從原始人類學會用火起，至今，人們使用的 能量絕大部分都還是通過燃燒燃料獲得的。,生活中人們通常通過什么來獲得能量？,想一想：,燃料,燃料,：能夠燃燒的材料。,燃料的燃燒是一種化學變化。 燃料燃燒的過程是：化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。,柴禾,石油,天然氣,煤炭,它們都離不開燃料。 燃料燃燒的過程是化學能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的過程。,燃料,不同燃料燃燒時的放熱本領(lǐng)不同-燃料的熱值,討論：在生活中我們可以使用哪些 可燃燒的材料燒開一壺水？,燃料,問：用不同燃料燒開同一壺水，消耗的 燃料質(zhì)量是相同的嗎？為什么？,約2.8Kg,約1.16Kg,約0.73Kg,燃料的熱值,不同燃料燃燒釋放能量的能力是不同的。 這個特性可以用熱值來表示,（2）定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與 其質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值。,（3）單位國際單位： J/kg ，焦每千克。 氣體燃料的單位： J/m3 ，焦每立方米。,燃料的熱值 q,（1）意義：不同燃料燃燒 釋放能量的能力,例如：無煙煤的熱值為3.4107J/kg， 表示的物理意義是：,例2 液化氣的熱值為4.9107J/m3， 表示的物理意義是：,1kg的無煙煤在完全燃燒時所放出的熱量 是3.4107J。,1m3的液化氣在完全燃燒時所放出的熱量為4.9107J。,燃料的熱值 q,熱值是燃料的一種特性。只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量、體積等均無關(guān)。,常見燃料的熱值 P51,觀察熱值表，你有什么發(fā)現(xiàn)？,燃料完全燃燒放出熱量的計算：,公式：Q放=mq 或 Q放=vq Q：熱量； q：熱值； m：質(zhì)量； v：體積。,例題1：計算4Kg柴油完全燃燒釋放的熱量。,解:,Q=mq=4Kg4.3107J/Kg=1.32108 J,答:完全燃燒釋放的熱量為1.32108 J,已知：q=4.3107J/Kg ，m= 4Kg,求：Q,例題2：,如果不計能量損失，把5kg 40的水燒開， 需要完全燃燒多少kg的干木柴？,熱量的計算：,解： Q吸=Cm1(tg-td) =4.2103J/(kg)5kg60 =1.26106J =Q放,已知：C=4.2103J/(kg) m1=5kg (tg-td) =100 -40 = 60 q= 1.2107J ，m2= 4Kg,求：Q m2,Q放= Q吸,答：需要0.105kg的干木柴,各種發(fā)動機工作時，并不能將燃料所蘊藏的化學能 全部用來對外做有用功，有很大一部分能量在工作 過程中損耗掉了。,二、熱機效率,所以，熱機有個效率問題。,由于機械傳動等，克服摩擦所消耗的能量,燃料很難完全燃燒，燃料的化學能不能全部釋放,機械傳熱損失一部分能量,廢氣排出帶走的能量,二、熱機效率,熱機中燃料燃燒釋放能量的走向圖示：,用來做有用功的能量,1、熱機效率：熱機中轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全 燃燒所釋放的能量的比值 稱為熱機效率。,2、熱機效率的公式 ：,=,二、熱機效率,3、因為總有能量損失， 熱機的效率小于100% 1,怎樣提高熱機的效率？,使燃料充分燃燒; 盡量減少各種熱量損失； 在熱機的設(shè)計和制造上采用先進的技術(shù)； 注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，減少因克服 摩擦阻力而額外消耗的能量。,二、熱機效率,各種熱機的效率:,蒸汽機:615,汽油機：2030,柴油機：3040,飛機上的噴氣式發(fā)動機：5060,二、熱機效率,三、環(huán)境保護,熱機為人類的 發(fā)展做出了重大貢獻， 但也帶來了許多環(huán)境污染問題，主要是空氣污染。,課堂練習：,1、四口之家分別單獨使用不同種類的燃料時的平均 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 燃料中的熱值最高的是( ） A、液化石油氣 B、煤氣 C、煙煤 D、木柴,A,2、航天工業(yè)中的火箭是用液態(tài)氫作為燃料的，這是因為液態(tài)氫具有（ ） A、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,D,3、柴油機是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的熱機，已知某型號 柴油機的效率是30%，在柴油機內(nèi)完全燃燒2千克 柴油能放熱 J，這些熱通過柴油機的轉(zhuǎn) 化能對外做有用功 J。 （柴油的熱值為3.0107J/kg）,1.8107,6107,課堂練習：,4、有一種天然氣的熱值是8.4107J/m3 ， 完全燃燒10m3 這種天然氣可放出 J的熱量， 這相當于熱值為1.2107J/kg的干木柴 kg 完全燃燒放出的熱量。,8.4108,70,5、下列提高熱機效率的方法中，不可行的是（ ） A減少各種熱損失 B加潤滑油減少機器各部件之間的摩擦 C充分利用廢氣的能量，如建熱電站 D采取少消耗總能量的辦法,D,課堂練習：,6一臺內(nèi)燃機運行時各種能量損耗大致為： 汽缸散熱損失占25，廢氣帶走的能量占30， 摩擦等機械損耗占10，則內(nèi)燃機的熱機效率 為：_。,35%,7、燃料在燃燒的過程中，燃料的 能轉(zhuǎn)化為 能。 8、有關(guān)熱值的概念，下列說法中正確的是（ ） A、燃料完全燃燒時，它的熱值最大 B、沒有燃燒的燃料，熱值等于零 C、燃料燃燒時放出的熱量越多，熱值越大 D、燃料的熱值與燃燒情況無關(guān) 9、無煙煤的熱