13.4 热机效率和环境保护热机效率和环境保护13.4 热机效率和环境保护约约2.8Kg约约1.16Kg约约0.73Kg说明说明：不同燃料燃烧释放能量的能力不同不同燃料燃烧释放能量的能力不同约2.8Kg约1.16Kg约0.73Kg说明：不同燃料燃烧释一一. .燃料的热值燃料的热值或或 Q Q放放=Vq=Vqq=-Q Q放放m或或 q=- Q Q放放 v1 1、定义：、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与质量之比，某种燃料完全燃烧放出的热量与质量之比，叫做这种燃料的热值。热值用叫做这种燃料的热值。热值用q q表示。表示。2 2、公式：、公式：3 3、单位：、单位：J/kgJ/kg或或 J/mJ/m3 34 4、变形公式：、变形公式： Q Q放放mqmqm=-Q Q放放q或或 v=- Q Q放放 q5 5、热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的、热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的_有关有关, ,与燃料的与燃料的_等均无关。等均无关。6 6、热值表示燃料释放、热值表示燃料释放_的能力，是比较燃料的能力，是比较燃料_的物理量。的物理量。种类种类质量、体积、是否完全燃烧质量、体积、是否完全燃烧能量能量优劣优劣一.燃料的热值或 Q放=Vqq=-Q 放m或 q=-二、炉子的效率：二、炉子的效率： 1 1、公式：、公式：_._. 变形式：变形式： _、 _._. 2 2、提高炉子效率的途径、提高炉子效率的途径 （有效利用燃料的途径）有效利用燃料的途径） ： a a、_;_; b b、_._.使燃料尽可能完全燃烧使燃料尽可能完全燃烧减小热损失减小热损失=-=-100 %100 %Q Q吸吸Q Q放放Q Q吸吸=Q=Q放放Q Q放放=-=-Q Q吸吸二、炉子的效率： 使燃料尽可能完全燃烧减小热损失=-例题：计算例题：计算4Kg柴油完全燃烧释放的热量。柴油完全燃烧释放的热量。 （q=4.34.3107J/Kg ）已知：已知：m=4Kg, q=4.34.3107J/Kg求求:Q解解:Q=mq =4Kg4.34.3107J/Kg =1.72108 J答答:完全燃烧释放的热量为完全燃烧释放的热量为1.72108 J例题：计算4Kg柴油完全燃烧释放的热量。 （q=4.3热机效率和环境保护课件三、热机的效率：三、热机的效率： 1 1、计算公式：、计算公式：_._. （热机的效率总小于（热机的效率总小于1 1） 2 2、提高热机效率的途径：、提高热机效率的途径： a a、_;_; b b、_;_; c c、_;_; d d、_._.尽量让燃料燃烧完全尽量让燃料燃烧完全减小热损失减小热损失减小摩擦减小摩擦在设计和制造上采用先进的技术在设计和制造上采用先进的技术=-=-100 %100 %Q Q放放W W有用有用三、热机的效率： 尽量让燃料燃烧完全减小热损失减小摩擦在设计环境保护环境保护热机为人类的发展做出了重大贡献，但也热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题：带来了许多环境污染问题：环境保护热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污热机效率和环境保护课件热机效率和环境保护课件热机效率和环境保护课件热机效率和环境保护课件1、现代火箭利用液态氢作燃料是因为现代火箭利用液态氢作燃料是因为 _. _.2、天然气和煤相比，从热学角度讲，天然气的天然气和煤相比，从热学角度讲，天然气的 优点是：优点是：_；从环境角度讲，天然；从环境角度讲，天然 气的优点是：气的优点是：_。3、使用乙醇汽油的好处是使用乙醇汽油的好处是: :(1)(1)_；(2)(2)_。 氢的热值较大、污染小，液态氢体积小便于携带氢的热值较大、污染小，液态氢体积小便于携带热值大热值大污染小污染小降低污染物的排放量，减小大气污染降低污染物的排放量，减小大气污染乙醇是可再生能源，节约了石油能源乙醇是可再生能源，节约了石油能源典型例题解析典型例题解析1、现代火箭利用液态氢作燃料是因为 氢的热值较大、污染小，4 4、当瓶中的煤油倒去一半后，则煤油的当瓶中的煤油倒去一半后，则煤油的( )( ) A. A.比热容不变，热值和密度都变为原来的一半比热容不变，热值和密度都变为原来的一半 B. B.比热容，热值和密度都变为原来的一半比热容，热值和密度都变为原来的一半 C. C.比热容，热值都变为原来的一半，密度不变比热容，热值都变为原来的一半，密度不变 D. D.比热容，热值和密度都不变比热容，热值和密度都不变 5 5、由热值的定义可知，热值、由热值的定义可知，热值q= Q/mq= Q/m，式中，式中m m是燃料的是燃料的 质量，质量，Q Q是燃料完全燃烧放出的热量，那么是燃料完全燃烧放出的热量，那么( )( ) A. A.热值的大小与热值的大小与Q Q成正比成正比 B. B.热值的大小与热值的大小与m m成反比成反比 C. C.热值的大小与热值的大小与Q Q、m m都有关，由都有关，由Q Q与与m m共同决定共同决定 D. D.热值的大小与热值的大小与Q Q、m m都无关，由燃料的种类决定都无关，由燃料的种类决定DD4、当瓶中的煤油倒去一半后，则煤油的( )DD 1 1、要使、要使4kg4kg水的温度从水的温度从1515升高到升高到6565，水需要吸收多少热量？若这些热量全部由燃烧水需要吸收多少热量？若这些热量全部由燃烧酒精获得，不计热量损失，则需要完全燃烧多酒精获得，不计热量损失，则需要完全燃烧多少少kgkg酒精？（酒精热值酒精？（酒精热值3.0103.0107 7 J/kg J/kg）应用题：应用题： 1、要使4kg水的温度从15升高到65，应用题： 2 2、已知干木柴的热值是、已知干木柴的热值是1.2101.2107 7 J/kg J/kg， 完全燃烧完全燃烧0.7 kg0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由度由2020升高到升高到7070？已知水的比热容为？已知水的比热容为4.2104.2103 3 J/(kg). J/(kg). 2、已知干木柴的热值是1.2107 J/kg， 3 3、用燃气灶烧水，燃烧、用燃气灶烧水，燃烧0.5kg0.5kg的煤气，使的煤气，使50kg50kg的水从的水从2020升高到升高到7070。已知水的比热。已知水的比热容是容是4.2104.2103 3J/(kg)J/(kg)，煤气的热值为，煤气的热值为4.2104.2107 7J/kg J/kg 。求：。求： （1 1）0.5kg0.5kg的煤气完全燃烧放出的热量；的煤气完全燃烧放出的热量； （2 2）水吸收的热量；）水吸收的热量； （3 3）燃气灶烧水的效率。）燃气灶烧水的效率。 3、用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使 4 4、用煤气灶既方便又环保，一般的煤气用煤气灶既方便又环保，一般的煤气灶正常工作时。灶正常工作时。15min15min可使质量为可使质量为4Kg4Kg、温度为、温度为2323的水沸腾，该城市水的沸点为的水沸腾，该城市水的沸点为9393，求：，求： 水吸收的热量；水吸收的热量； 若煤气灶放出的热量若煤气灶放出的热量70%70%被水吸收，煤气被水吸收，煤气灶实际放出的热量为多少？灶实际放出的热量为多少？ 4、用煤气灶既方便又环保，一般的煤气 5 5、某太阳能热水器、某太阳能热水器5h5h可使可使100kg100kg的水温度的水温度升高升高6060，则水吸收多少焦的热量？若用效率，则水吸收多少焦的热量？若用效率为为80%80%的液化气灶加热这些水，需要多少的液化气灶加热这些水，需要多少m m3 3的的液化气？（液化气的热值液化气？（液化气的热值4.9104.9107 7J/mJ/m3 3) ) 5、某太阳能热水器5h可使100kg的水温度 6 6、已知汽油的热值是、已知汽油的热值是4.6104.6107 7J/kgJ/kg，完全，完全 燃烧燃烧500g500g汽油，求：汽油，求： (1)(1)燃烧汽油产生的热量是多少燃烧汽油产生的热量是多少? ? (2) (2)若这些热量的若这些热量的50%50%被水吸收，使水温从被水吸收，使水温从2020开始，升高开始，升高4040，则水的质量是多少，则水的质量是多少? ? 6、已知汽油的热值是4.6107J/kg，完全 7 7、5kg5kg热值为热值为2.9102.9107 7J/kgJ/kg的烟煤完全燃的烟煤完全燃烧放出的热量有烧放出的热量有60%60%被水吸收，能使多少被水吸收，能使多少kg20kg20的水烧开？（大气压为的水烧开？（大气压为1 1标准大气压）标准大气压） 7、5kg热值为2.9107J/kg的烟煤完全燃 8 8、杨洋同学家原来是用液化石油气烧水的、杨洋同学家原来是用液化石油气烧水的( (每天每天至少用至少用6565的热水的热水100kg)100kg)，参加，参加“探究性学习探究性学习”活动活动后，在老师的指导和同学们的帮助下，制作了一台简后，在老师的指导和同学们的帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器易的太阳能热水器. .这台热水器这台热水器6 6月份平均每天可将月份平均每天可将100kg100kg水从水从1515升高到升高到65.65. (1) (1)若液化石油气的热值为若液化石油气的热值为8.0108.0107 7J/kgJ/kg，改用太，改用太阳能热水器后，阳能热水器后，6 6月份平均每天可节约液化石油气多少月份平均每天可节约液化石油气多少千克？千克？ 液化石油气燃烧放热的液化石油气燃烧放热的70%70%被水吸收、被水吸收、C C水水=4.210=4.2103 3J/(kg)J/(kg) (2)(2)使用太阳能热水器比使用燃料烧水，除了节约使用太阳能热水器比使用燃料烧水，除了节约能源外，还有哪些优点？能源外，还有哪些优点？( (至少写出两点至少写出两点) ) 8、杨洋同学家原来是用液化石油气烧水的(每天至少用6 9 9、太太阳阳能能是是一一种种廉廉价价的的无无污污染染能能源源，开开发发和和利利用用前前景景广广阔阔，从从有有关关资资料料获获悉悉，在在地地球球表表面面，晴晴天天时时垂垂直直于于阳阳光光的的表表面面接接收收到到的的热热辐辐射射为为1.2101.2104 4J/(mJ/(m2 2s)s)。有有一一台台太太阳阳能能热热水水器器，可可将将接接收收到到的的热热辐辐射射的的4040用用来来升升高高水水温温，如如果果该该热热水水器器接接受受阳阳光光垂垂直直照照射射的的有有效效面面积积始始终终是是2.1m2.1m2 2，晴晴天天晒晒了了1h1h，其其水水箱箱中中2020、50kg50kg水水的的 温温 度度 能能 升升 高高 多多 少少 。 （ 水水 的的 比比 热热 容容 为为4.2104.2103 3J/(kg) J/(kg) 、大气压为一标准大气压）、大气压为一标准大气压） 9、太阳能是一种廉价的无污染能源，开发和利用前景广阔下课祝同学们学习进步！下课祝同学们4 4、煤油的热值是、煤油的热值是4.6104.6107 7J/kgJ/kg，它表示：，它表示： _ _；液化气的热值为液化气的热值为4.9104.9107 7J/mJ/m3 3，表示，表示 _ _ _; _;汽油机的效率是汽油机的效率是30%30%，它表示，它表示:_:_ _ _；煤油的比热容为煤油的比热容为2.1102.1103 3J/(kg)J/(kg)，它表示，它表示 _ _ _. _.1 1千克的煤油完全燃烧时放出的热量是千克的煤油完全燃烧时放出的热量是4.6104.6107 7J J 汽油机做的有用功汽油机做的有用功与燃料完全燃烧所放出的能量的比值是与燃料完全燃烧所放出的能量的比值是30%30%1 1千克的煤油温度每升高千克的煤油温度每升高( (降低降低)1)1所吸收所吸收( (放出放出) )的热量为的热量为2.1102.1103 3J J1m1m3 3的液化气在完全燃烧时所放出的热量为的液化气在完全燃烧时所放出的热量为4.9104.9107 7J J4、煤油的热值是4.6107J/kg，它表示： 1千克的2、在一个标准大气压下，在不计热量损失的情况下，在一个标准大气压下，在不计热量损失的情况下，完全燃烧热值为完全燃烧热值为 1.26101.26107 7J/kgJ/kg的干木柴能使的干木柴能使250 kg250 kg，30 30 的水温升高到的水温升高到( )( ) A. 120 B. 100 A. 120 B. 100 C. 90 D. C. 90 D.无法确定无法确定 D 课时训练课时训练 D 课时训练3 3、两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是、两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是乙的乙的3 3倍，甲机的热机效率是倍，甲机的热机效率是20%20%，乙机的热机效率，乙机的热机效率是是25%25%，则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是，则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是( ( ) ) A 125 B 512 C 154 D 415 A 125 B 512 C 154 D 4154、质量为、质量为10 kg，初温为，初温为20 的水，在一标准大气压的水，在一标准大气压下将这些水加热至沸腾，需要吸收多少热量下将这些水加热至沸腾，需要吸收多少热量?如果这如果这些热量是由干木柴完全燃烧提供的，干木柴完全燃烧些热量是由干木柴完全燃烧提供的，干木柴完全燃烧放出的热量有放出的热量有80%被水吸收，需要燃烧多少千克的干被水吸收，需要燃烧多少千克的干木柴木柴?(q=1.2107 J/kg)CC 6、我国有丰富的地热资源、我国有丰富的地热资源温泉，充分利用温泉，充分利用温泉，既能节约能源，又能保护环境温泉，既能节约能源，又能保护环境.某科研单位需在某科研单位需在冬季保持实验室恒温，起初以煤作燃料供热，后改用冬季保持实验室恒温，起初以煤作燃料供热，后改用温泉水供热，经多次试用后温泉水供热，经多次试用后 发现每小时用发现每小时用70的温泉的温泉水水0.5t流过散热器后变为流过散热器后变为50，达到以燃煤供热的效，达到以燃煤供热的效果，已知煤的热值果，已知煤的热值q=3107 J/kg，求：求：(1)温泉水向实验室每小时提供多少热量温泉水向实验室每小时提供多少热量? (2)该科研单位每月该科研单位每月(按按30天计天计)可节约燃煤多少可节约燃煤多少? 6、我国有丰富的地热资源温泉，充分 3 3、木炭的热值为、木炭的热值为3.4103.4107 7J/KgJ/Kg，完全燃，完全燃烧多少千克木炭能放出烧多少千克木炭能放出1.7101.7107 7J J的热量？如的热量？如果这些热量全部被质量为果这些热量全部被质量为50Kg50Kg、温度为、温度为1010的的某种液体吸收，温度升高到某种液体吸收，温度升高到9090。那么，这种。那么，这种液体的比热容是多少？液体的比热容是多少？ 3、木炭的热值为3.4107J/Kg，完全燃 6 6、把质量为、把质量为1kg1kg，温度为，温度为2020的水加热到的水加热到8080，若无烟煤完全燃烧放出的热量有，若无烟煤完全燃烧放出的热量有10%10%被水被水吸收，需要多少吸收，需要多少kgkg无烟煤？无烟煤？（无烟煤热值（无烟煤热值3.4103.4107 7J/kgJ/kg） 6、把质量为1kg，温度为20的水加热到 10 10、完全燃烧、完全燃烧140140克焦炭（焦炭的热值为克焦炭（焦炭的热值为3.0103.0107 7J/kg)J/kg)能放出多少热量？若这些热量的能放出多少热量？若这些热量的30%30%被水吸收，则能使被水吸收，则能使30kg 30kg 、2020的水温度升的水温度升高到多少摄氏度？高到多少摄氏度？ 10、完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为 12 12、小明学习了热学的有关知识后，知道水的比、小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热是热是4.2104.2103 3J/(kg)J/(kg)，他想估算一下自己家每天，他想估算一下自己家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每天将间，相当于每天将30kg30kg、2020的水烧开。的水烧开。（大气压为（大气压为1标准大气压）标准大气压） 小明家每天烧水做饭需要多少热量？小明家每天烧水做饭需要多少热量？ 如果普通煤的热值为如果普通煤的热值为3103107 7J/kgJ/kg，从理论上讲小，从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少煤？明家每天烧水做饭需要多少煤？ 小明家实际平均每天需要小明家实际平均每天需要4 4块蜂窝煤，按每块含块蜂窝煤，按每块含煤煤0.5kg0.5kg算，他每天实际用煤算，他每天实际用煤2kg2kg。由此小明计算出他。由此小明计算出他家煤炉的效率只有家煤炉的效率只有16.516.5，你认为小明家煤炉效率低，你认为小明家煤炉效率低的原因是什么？的原因是什么？ 从大的方面讲，家用煤炉除了热效率低浪费能源从大的方面讲，家用煤炉除了热效率低浪费能源的缺点外，另外一个主要缺点是什么？的缺点外，另外一个主要缺点是什么？ 12、小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热是4.