沪科版物理九年级下册13.4《热机效率和环境保护》知识点+视频微课
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知识点讲解
重点知识:
一、燃料的热值及简单计算
1、热机是利用燃料燃烧释放出的能量转化成机械能装置。多媒体展示:蒸汽机车拖着长长的列车,冒着浓烟在原野急驰。装有汽油机的运动赛车,在赛道上风驰电掣般的飞驰。飞行中的喷气式飞机尾部喷着高温高速气体。火箭喷着长长的火舌,在起飞台上冉冉升起。
2、质量相同的不同燃料完全燃烧释放出的能量是不相同的演示:常规燃料标本:木柴、烟煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油气研讨:普通的一个家庭一个月平均要用无烟煤7g,改用液化石油气就只需1g,农村烧大灶的话每月需干木柴10g。一个无烟煤只能烧开瓶水,而06g的液化气可以烧一天的饭菜、开水以及还可以烧淋浴的洗澡水。
3、每g某种燃料完全燃烧释放出的能量称为这种燃料的热值:查书中热值:说出展示的几种燃料标本各自的热值:质量是的燃料完全燃烧放出热量是:Q放=q 例:完全燃烧100克酒精能释放出热量
二、热机效率
1、热机工作时,不能把燃料释放的能量全部利用。 研讨:站在内燃机排气口附近就会闻到汽油或柴油的气味--燃料燃烧并不彻底造成能量损失,
如: 打开发动机机盖,便觉一股热气扑面而来 机械散发热量造成能量损失 有人曾用汽车尾气的热量加热饭菜 废气排放也损失部分能量 发动机各部分零相互摩擦 消耗部分能量 结论:热机利用的做有用功的热量只占燃料燃烧放出热量小部分。
2、热机效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比。结合火力发电站能流图,来研讨热机效率。
结论:由于热损失的原因多,热机效率一般较低。热机是人类使用的主要动力机,尽管它的效率不高,我们仍然离不开它。
3、为了合理利用能量人类一直在努力提高热机效率。 研讨:提高热机效率的途径,让燃料充分燃烧。减少发动机各部分之间的摩擦。下决心关停耗能的热机。研究开发热能效率更高的热机。
4、计算热机效率:
①一台大型推土机的推力约为3×104N,匀速推着土总行程达10,消耗柴油约303g,求推土机上装的柴油机的热机效率。
解:η=Q有/Q总放×100%=有/q柴油柴油×100% =3×104N×104/[33×107×303g]×100%≈30%
答:这台柴油机热效率为30%。
②点燃一只无烟煤,能烧开瓶水,而点燃06g的液化气可以供普通人家烧一天的饭菜,开水还可以烧淋浴用的洗澡水。这样看来:不同的燃料不相同。若q无烟煤=34×107/g,瓶水的质量约为9g,从20℃烧开,那么这个煤炉的热效率是多少?
三、热机为人类社会发展的贡献,同时也带来的环保问题。
1、热机发展史:蒸汽机,蒸汽轮机,内燃机,燃气轮机
2、对人类社会的贡献:极大地提高了生产力"蒸汽机发明后的一百年间,人类所做的工作量相当于以往几千年工作量的总和",极大地改观了交通状况:帆船横渡大西洋约需2-30天,蒸气机驱动的轮船约用17天以内。柴油机轮船约为10天,协和式超音速客机只需3小时就可以从巴黎飞到纽约。
3、热机使用引起的环境问题:内燃机大量排放的废气
会形成毒雾天气,"酸雨"现象。中国在重庆等地危害严重,西欧、美国等地还更为严重,造成植被大量死亡,也造成大量湖泊中的成批鱼类的死亡。目前世界各国都制定了汽车尾气的排放标准,减少了煤的使用量,来控制废气造成的危害。
精品课件:
同步练习
1、下列关于热机和环境保护的说法中,正确的是( )
A、热机排出的尾气没有内能 B、热机的效率能达到100%
C、热机都是使用汽油做燃料的 D、热机的大量使用会造成环境污染
2、下列提高热机效率的方法中,错误的是( )
A. 尽量减小热机功率 B. 尽量使燃料充分燃烧
C. 保证转动部分良好的润滑 D. 尽量减少各种热能损失
3、某中学为学生供应开水,用焦炭作为燃料,已知焦炭的热值是
3×107J/kg,现完全燃烧了4.2kg的焦炭,放出的热量 J 设该热有25%被水吸收,能将 kg的水从25℃加热到100℃。[已知C水=4.2×103J/(kg·℃)].
4、完全燃烧2kg酒精放出的热量为6×107J,酒精的热值是____J/kg.
5、“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力.同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的________很大.以10倍的关系粗略计算,1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为________J,这些热量可以使________kg的水从20℃加热至100℃[c=4.2×103J/(kg•℃)•q煤气=4.2×107J/kg].
6、在常温常压下,完全燃烧___________酒精放出的热量可以使10kg水的温度升高50℃.(假设酒精燃烧放出的热量完全被水吸收,酒精热值为3.0×l07J/kg)
7、某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水,他们利用煤气灶烧水,需燃烧0.8kg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)50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量;(2)完全燃烧0.8kg煤气放出的热量;(3)煤气灶烧水的效率.
8、太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备,热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能,在5小时的有效照射时间内,将热水器中质量为100kg、初温为
20℃的水温度升高到40℃.求:
(1)热水器中的水吸收的热量Q;[水的比热容C=4.2×103J/(kg.℃)]
(2)热水器5小时内接收到的太阳能E;
(3)热水器的效率η;
(4)若改用煤气来加热这些水,需要完全燃烧多少千克煤气?
(煤气的热值q=4.2×107J/kg,假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收)
9.用燃气灶烧水时,把2.2kg 初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了45g天然气(假设天然气完全燃烧)。已知天然气的热值为4.4×107 J/ kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg•℃)。
(1)在烧水过程中,大量向外散失的能量不会自动再汇集回来,这说明能量的转化和转移是有 的。
(2)水的内能增加了多少焦?
(3)燃气灶烧水的效率为多少?
●●● END ●●●
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