第四节 热机效率和环境保护
②排放的二氧化硫会形成酸雨;
③排放大量二氧化碳会加剧温室效应; ④汽车尾气中的氮氧化物还会造成光化 学污染; ⑤热机工作时还会产生噪声污染。
【讨论交流】环境保护措施
①改进燃烧设备,加装消烟除尘装置; ②集中供热;
③改用气体燃料,普及煤气和天然气;
④充分开发利用污染少和无污染的新能 源.
放 7
q
1.2 10 7 J / k g
变式题:已知酒精的热值为q,质量为m的酒精完全燃烧一 半放出的热量为 ,剩余酒精的热值为 。 解析:同中燃料的热值相同,不同燃料的热值一般不同.它 反映的是燃料的特性,其大小和燃料质量多少、是否完全燃 烧、放出的热量大小无关。 答案:qm/2;q
【例2】学习了电学和热学知识后,小华通过实验得知:用电热壶将20℃、 15kg的水加热到100℃,需要1.05元电费。用煤气灶做同样的实验,则需要消 耗0.42元的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/(kg .℃)。 (1)如果使用煤炉做同样的实验,已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为 3.4×107J/kg,假设煤炉的热能利用率为20%,无烟煤的价格是0.34元/kg。则 需花费多少钱? (2)如果某地区可以同时提供电、煤气和煤,从经济和环保等角度综合分析, 你会建议使用哪种燃料?请阐明理由。
【例3】内燃机的大量使用,促进了社会的进步,使人们享受了现代文明,但在使 用内燃机的同时又给人类带来了污染,这主要是指________污染和________污 染.在内燃机工作过程中,由图3所示的内燃机能流图可以看出,它的能量损失所 占的百分比是:废气内能35%,散热损失30%,机械损失10%,则内燃机的热机效 率是________.我们在高效利用能源的同时,也必须重视保护环境.
不能达到100%。因为热机中可用于做有用功 的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部 分,因为各种热量损失以及燃烧条件的限制, 这部分能量远远小于总能量,所以其与燃料完 全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1,即 热机效率总小于100%。
三、环境保护
燃料燃烧对环境有什么影响?
①燃料燃烧排放的烟尘使大气十分浑浊;
解析:(1)Q吸= cmΔt=4.2×103 J/ kg· ℃×15×103kg×80℃=5.04×107J Q=Q吸/20%=2.52×107J m=Q/q=5.04×107J/3.4×107 =0.741kg n=0.741×0.34=0.252(元) (2)建议选择煤气,因为煤气价格适中,且污染小。
作业
• P36. 1、2、3题
课堂练习
【例1】干木材的热值是1.2×107J/kg,它的物理意义是 ____________________.要放出3.6 × 107J的热量,需要完全燃烧 __________kg的干木材. 解析:其物理意义是:1kg干木柴完全燃烧放出1.2×107的热量。由Q放 =qm得: m Q 3.6 10 J 3k g
解析:内燃机排放的废气和烟尘造成了大气污染;工作时 还会产生噪声污染。热机转变为有用功的能量与燃料完全 燃烧释放的能量的比值称为热机效率,即η=W有 /(mq).即1-35%-30%-10%=25%。 答案:大气;噪声;25%
【总结】
• 1.燃料的热值:1kg某种燃料完全燃烧放 出的热量,叫做这种燃料的热值。热值用q 表示,的单位是J/kg。气体燃料的热值单位 通常用J/m3。 • 2.热机效率:热机转变为有用功的能量与 燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机 效率,即η=W有/(mq). • 3.环境保护
炒菜做饭用什么燃料?“长征2F”火箭用的是什么燃料
洛杉矶光化学烟雾事件
一、燃 料的热值
1Kg某种燃料完全燃烧放出的能 量(热量),叫做这种燃料的热值 (heat value),热值用q表示。
单位:J/Kg 或 J/m 3 公式:
Q = mq
【想一想】热值的物理意义
7J/kg,其物 柴油的热值是3.3×10
理意义是:1kg柴油完全燃烧释放 7J的热量。 出3.3×10
计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。
Q=mq=4kg×3.3×107J/kg=1.32× 108J。
二、热机效率
提高热机效率的主要途径Βιβλιοθήκη 什么? 热机的效率能达到100%吗?
【议一议】提高热机效率的主要途径
使燃料充分燃烧;尽量减少各种热量损失;在 热机的设计和制造上,采用先进的技术;注意 保养,保证良好的润滑,减小因克服摩擦阻力 而额外消耗的能量。 【想一想】热机的效率能达到100%吗?为什么?