沪科版（2024）九年级全册（2024）第四节 跨学科：热机效率和环境保护优秀ppt课件

这是一份沪科版（2024）九年级全册（2024）第四节 跨学科：热机效率和环境保护优秀ppt课件，共39页。PPT课件主要包含了探究新知，常见的燃料，固体燃料，液体燃料，气体燃料，想想议议，燃料的热值，Qmq，常见燃料的热值，解Qmq等内容，欢迎下载使用。
在我们的生活和生产中，无论是烧菜做饭，还是奔驰的汽车与火车，乃至航空航天等都离不开燃料。即从原始人类学会用火的那天起，人们使用的能量的绝大部分都是通过燃料燃烧获得的。
那么燃料燃烧释放的能量究竟有多少对人们来说是有用的？以及燃料的燃烧对我们的生存环境会造成哪些影响呢？
生活中你还见过哪些燃料？它们燃烧时都能不断地释放能量吗？释放能量的能力相同吗？
思考：不同的燃料燃烧时所能提供的能量相同吗？ 不同的燃料有什么特点？
我国航天发射中的运载火箭常用的燃料有航空煤油、液态氢等。
燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。
不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？
经验与科学研究告诉我们：不同燃料燃烧释放出能量的能力是不同的。
定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值，用字母q表示。
物理意义：表示“单位质量(体积)的某种燃料完全燃烧放出能量(热量)的多少”。
因此，质量为m的燃料完全燃烧释放的热量
燃料完全燃烧放出的热量
（1）热值定义中：注意“必须完全燃烧”；
（2）热值是燃料的重要特性，反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小。只与燃料的种类有关，与质量和是否完全燃烧无关。
说说“烟煤” 、“液化石油气”的热值表示的意义？
干木柴的热值为1.2×107J/Kg，表示1千克的干木材完全燃烧放出的热量为1.2×107J。
例题*：计算4kg的柴油完全燃烧释放的热量。
已知：q=4.3×107J/kg，m=4kg。
= 4kg×4.3×107J/kg
= 1.72×108J。
答：4kg的柴油完全燃烧释放的热量为1.72×108J。
例题*：在1个标准大气压下，将5kg、40℃的水烧开，需要完全燃烧多少千克的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为1.2×107J/kg，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
分析：利用吸热公式Q吸=cm(t-t0)可以算出将水烧开要吸收多少热量，（解题时应注意在1个标准大气压下，水的沸点是100℃，即水烧开时的温度为100℃），再利用Q吸=Q放和燃料的燃烧值求干木柴的质量。
解：Q吸=cm(t2－t1)
= 4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃－40℃)
= 1.26×106J。
因为Q吸=Q放=1.26×106J，
热机工作时，能不能将燃料所含有的化学能全部用来对外做有用功呢？
热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了。
热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。
用来描述热机的性能，是热机性能的重要指标。由于热机在工作过程中总有能量损失，热机的效率总小于1。
提高热机效率的途径和措施：
（1）提高热机效率的主要途径是减少热机工作中的各种能量损失。（2）提高热机效率的主要措施是： ①改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧； ②尽量减少各种热量散失； ③使用时注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩 擦而额外消耗的能量。
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：
热机工作时排放的大量氮氧化物、碳氧化物、铅等是大气污染的主要来源，直接危害人体健康，影响农作物的生长。
大量由热机作动力的机器工作时产生的噪声，影响人类的正常生活，甚至危害人体健康。
热机排出的二氧化碳，引起“温室效应”，热机产生的废气和冷却水带走的热量，成为“热岛效应”的元凶之一。
①研究和开发低能耗、污染小的高性能热机；②改进燃烧设备，消除烟尘；③提高燃料的综合利用率，采取集中供暖；④在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染；⑤节约能源和开发新能源，实现可持续发展。
1.某种燃料___________放出的热量与所用燃料的质量之比叫做这种燃料的热值。2.柴油的热值是4.3×107J/kg,它的物理意义是______ ________________ ___，完全燃烧2kg柴油放出的热量是_ _____J。3.酒精的热值是3.0×107J/kg,酒精灯内有20g酒精，若燃烧掉一半后其热值是_ ________。
1kg柴油完全燃烧所放出的热量是4.3×107J
3.0×107J/kg
4.某家庭需要将40kg、20℃的水加热到70℃作为生活用的热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0. 4kg煤气。已知煤气的热值q=4.2×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)。求：（1）将40kg、20℃的水加热到70℃需吸收的热量；
解：(1) 将40 kg、20 ℃ 的水加热到70 ℃需吸收的热量为Q吸=cm水∆t=4.2×10³J/(kg·℃)×40 kg×(70℃－20℃)=8.4×10⁶J。
4.某家庭需要将40kg、20℃的水加热到70℃作为生活用的热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0. 4kg煤气。已知煤气的热值q=4.2×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)。求：（2）完全燃烧1kg煤气放出的热量；（3）煤气灶烧水的效率。
A. 内能大B. 温度高C. 热值大D. 密度大
4. 下列关于热机效率的说法，正确的是( )
A. 热机的效率越高，热机消耗的燃料越少B. 热机的效率越高，热机做的有用功越多，热机的功率就越高C. 热机的效率越高，消耗相同的燃料，热机做的有用功就越多D. 热机的效率越高，热机做相同的有用功，消耗燃料就越多
热机效率是指热机运转中，做有用功与燃料完全燃烧所释放能量的比值。热机效率高，仅说明热机做的有用功在燃料完全燃烧释放的能量中占的比例大。
5.如图所示为内燃机工作过程中的能量流向图，该内燃机的效率为_____。为了提高内燃机的效率，可以采取的措施是____________________________________________________（写出一条，合理即可）。
减少废气排出带走的能量（或减小摩擦、减少热损失等）
6. 第七十五届联合国大会上，我国向世界郑重承诺力争在2030年实现碳达峰，努力争取在2060年前实现碳中和。以下关于热机和环境保护的说法，正确的是( )
1.热值①概念：把1千克某种燃料完全燃烧释放出的能量（热量）叫做这种燃料的热值。用q表示。 ②单位：J/kg（固体、液体）， J/ m3（气体）③公式：Q=mq（或Q=Vq） ④计算2.热机效率①概念：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。用η表示。 公式：η＝W有用/Q放×100%②提高热机效率的途径：减少热机各种能量损失 3.保护环境，从我做起。