第四節(jié)熱機效率和環(huán)境保護炒菜做飯、奔馳的汽車、火力發(fā)電廠、直入蒼穹的火箭等都離不開燃料。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。約2.8Kg約1.16Kg約0.73Kg說明：不同燃料燃燒釋放熱量的能力不同

學習目標：（1）知道燃料在燃燒的過程中的能量轉化。（2）從生活中體會不同燃料燃燒釋放熱量的能力不同，建立熱值的概念，能說出熱值的單位及物理意義。（3）會查燃料的熱值表。能根據(jù)燃料的熱值計算一定質量的燃料完全燃燒所釋放的熱量。

自主學習：（1）常見的燃料有哪些？（2）燃料在燃燒的過程中的能量轉化（）。（3）熱值的定義、單位、公式。一、常見的燃料：煤、石油、天然氣、木材或植物秸稈等燃料燃燒的過程是化學能轉變?yōu)閮?nèi)能的過程二、燃料的共同特點：單位：J/Kg（固體）三、燃料的熱值為了研究燃料燃燒釋放熱量的本領我們引入了熱值熱值用字母：q

表示

定義：

某種燃料完全燃燒放出的熱量與所用燃料的質量之比，叫做這種燃料的熱值。或J/m3（氣體）

熱值的物理意義：

請同學們閱讀教材51頁“常見燃料的熱值”，并從表中查出“干木柴”、“煙煤”、“液化石油氣”的熱值，說說它們表示的意義？

干木柴的熱值為1.2×107J/Kg，表示1千克的干木材完全燃燒放出的熱量為1.2×107J

煙煤的熱值為2.9×107J/Kg，表示1千克的煙煤完全燃燒放出的熱量為2.9×107J

液化石油氣的熱值為4.9×107J/m3，表示1m3液化氣的完全燃燒放出的熱量為4.9×107J［強調］（1）熱值定義中：注意“必須完全燃燒”；（2）熱值是燃料的一種特性，表示燃料燃燒時化學能轉化為內(nèi)能的本領的大小，也反映了燃料的優(yōu)劣。它只與燃料的種類有關，與質量、體積、是否完全燃燒無關。1kg的干木柴完全燃燒釋放出1.2×107J的熱量；那么質量為m

kg的干木柴完全燃燒釋放出多少J的熱量，怎么計算？Q=mq公式：或：Q=Vq燃料完全燃燒釋放的熱量燃料的質量燃料的熱值燃料的體積例1：計算4Kg柴油完全燃燒釋放的熱量。（q=3.3×107J/Kg）解:Q=mq=4Kg×3.3×107J/Kg=1.32×108J例2：在1個標準大氣壓下，將5kg40℃的水燒開，需要完全燃燒多少千克的干木柴？（已知干木柴的燃燒值為1.2×107J/kg，并且燃料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收）Q吸=Cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-40℃)=1.26×106J因為Q吸=Q放=1.26×106J所以干木柴質量解：解：

（1）Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×

40kg×

25℃=4.2×106J；

（2）∵Q吸=Q放,又Q放=mq∴m=Q吸/q=4.2×106J/

3×107J/kg=0.14kg

練習：

1、太陽能熱水器內(nèi)有40kg的水，在陽光照射下，水的溫度升高了25℃，求：（1）水吸收的熱量？（2）這些熱量相當于完全燃燒多少kg的焦炭放出的熱量

[q焦炭=3×107J/kgC水=4.2×103J/kg.℃]2、在一標準大氣壓下，質量是0.1kg的酒精完全燃燒放出的熱量有40﹪被5kg、50℃的水吸收。那么水溫度升高到多少？[水未燒干q酒精=3×107J/kg]

解：

酒精完全燃燒放出的熱量Q放=mq=0.1Kg×3×107J/Kg=3×106J，

其中被水吸收的熱Q吸=3×106J×40%=1.2×106J，由Q吸=C水m水Δt得：Δt=Q吸/（C水m水）=1.2×106J/（4.2×103J/（Kg·℃）×5Kg）≈57℃由Δt=t2-t1

得水的末溫t2=Δt+t1=57℃+50℃=107℃?！咴谝粯藴蚀髿鈮合?，水的沸點是100℃，∴水溫度升高到100℃二、熱機效率

熱機工作時，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。

由圖可見，真正能轉變?yōu)閷ν庾鲇杏霉Φ哪芰恐皇侨剂先紵龝r所釋放能量的一部分。熱機效率：熱機轉變?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。提高熱機效率的主要途徑:減少熱機工作中的各種能量損失.具體方法:首先要減少燃燒過程中的熱量損失;

其次是要盡量簡化機械傳動部分,并選用優(yōu)良的潤滑材料減小摩擦,以減少機械損失.如內(nèi)燃機要掌握好火花塞點火或噴油嘴噴油的最佳時間;蒸汽類熱機,常將煤研磨成粉狀,用風吹入鍋爐內(nèi)燃燒.這些措施都可以使燃料燃燒得更充分一些.各種熱機的效率:蒸汽機:6﹪~15﹪汽油機：20﹪~30﹪柴油機：30﹪~40﹪飛機上的噴氣式發(fā)動機：50﹪~60﹪想想看：熱機的效率能達到100﹪嗎？為什么？不能。因為熱機在工作過程中一定有能量損失。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。燃料燃燒對環(huán)境的影響

數(shù)量龐大的汽車行駛時排放的廢氣污染是不可忽視的,在一些國家就曾發(fā)生過汽車排放的廢氣對城市嚴重污染的事件.如何在保持工業(yè)、交通發(fā)展的同時,又能控制廢氣與粉塵的污染,提高空氣質量,保護我們生存的家園,已引起眾多科學工作者和全世界各個國家的關注.我國是正在發(fā)展中的國家,在發(fā)展建設的同時,也應注意到環(huán)境的保護,右表是我國1996