1、第四节 热机效率和环境保护,1.燃料的热值 (1)定义:某种燃料完全燃烧放出的热量与 之比.符号:q. (2)单位:焦/千克(J/kg).气体燃料的热值对应的单位:J/m3. (3)燃料完全燃烧放热计算公式:Q= . 2.热机效率 (1)定义:热机运转中,对外做的 与燃料 所释放的的比值称为热机效率 (2)提高热机效率的主要途径是减少热机工作中的各种 . (3)汽油机比柴油机的效率 .,所用该燃料的质量,mq,有用功,完全燃烧,能量,能量损失,低,3.环境保护 热机工作时排出的大量 ,燃料燃烧排放的 使大气浑浊,排放的二氧化硫、二氧化碳和氮氧化合物,会形成酸雨,这些对大气,环境都有严重污染.,
2、尾气,烟尘,燃料的热值,1.关于燃料的热值,以下说法中正确的是( ) A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关 B.容易燃烧的燃料,热值一定大 C.煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多 D.为了获得较多的热量,一定要用热值高的燃料 解析:燃料的热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,而与燃料的质量、燃烧与否、是否容易燃烧无关;燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值、燃料的质量、燃烧是否完全有关,如果只知道两种燃料的热值大小,两者的质量大小、燃烧是否完全并不知道,便不能确定哪种燃料放出的热量多.,A,如图所示,是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图,从图
3、中可看出A燃料的热值 B燃料的热值(选填“大于”“小于”或“等于”).在标准大气压下,若一定质量的B燃料完全燃烧释放的热量为4.9106J,其中有60%的热量被质量为10 kg、初始温度为 38 的水吸收,c水=4.2103J/(kg),则水的温度将升高 .,2.(2014绵阳),小于,62,热机的效率,3.有甲、乙两台热机,它们的燃料种类和燃烧情况相同,甲的效率比乙的效率低,这表明( ) A.甲热机比乙热机做的有用功少 B.甲热机比乙热机消耗的燃料多 C.在做有用功相同的条件下,消耗同种燃料,甲比乙的多 D.在做有用功相同的条件下,甲损失的能量比乙少 解析:甲热机的效率低,说明甲热机工作时所
4、做有用功与燃料完全燃烧所放出的热量之比值比乙的小,即在均完全燃烧质量相等的同种燃料的条件下,甲热机所做有用功要比乙少.选项A中,因未明确燃料的质量情况,所以不正确;选项B中,没有说明热机所做的有用功多少,所以也不正确;选项D中,在做有用功相同的条件下,甲损失的能量少,说明甲工作时所做有用功在燃料完全燃烧所放出的热量中比值大,即其效率高,所以选项D也不正确.,C,用燃气灶烧水时,把2.2 kg 初温为25 的水加热到100 ,共燃烧了45 g天然气(假设天然气完全燃烧).已知天然气的热值为4.4107 J/ kg,水的比热容为4.2103 J/(kg). (1)水的内能增加了 J. (2)燃气灶
5、烧水的效率为 .,4.(2013南京),6.93105,35%,解析:(1)水内能的增加等于水吸收的热量: Q吸=cm水(t2-t1)=4.2103 J/(kg)2.2 kg(100 -25 )=6.93 105 J.,5.以汽油为燃料的观光汽车沿泸州市某风景区山中的一段盘山公路(盘山公路近似处理为斜面)以36 km/h的速度匀速行驶,经过15 min从山脚到达山顶;汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2103 N.已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%,汽油热值q=4.6107 J/kg,求: (1)汽车上山时牵引力的功率为多大? (2)汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的
6、汽油?,答案:(1)9.2104 W (2)6 kg,【测控导航】,1.“神舟十号”载人飞船以液态的氢为燃料,是因为它具有( ) A.较大的比热容 B.较低的沸点 C.较大的热值 D.较高的凝固点 解析:利用液态氢为燃料,是因为相同质量的氢与其他燃料相比,完全燃烧时放出的热量多.,C,2.煤的热值大于干木柴的热值,这里是指( ) A.煤比干木柴含有的热量多一些 B.烧煤比烧干木柴产生的温度高一些 C.烧煤比烧干木柴产生的热量多一些 D.要使它们放出相同的热量,煤用的质量较少 解析:煤的热值大于干木柴的热值,说明煤完全燃烧放出的热量与其质量之比大于干木柴完全燃烧放出的热量与其质量之比,当煤和干木
7、柴的质量相同时,完全燃烧煤放出的热量比干木柴多.,D,3.(2014曲靖)关于热机,下列说法中正确的是( ) A.效率越高的热机功率也越大 B.汽油机和柴油机均属于内燃机,工作时它们点火的方式也相同 C.汽油机工作时汽油在气缸里燃烧 D.使用热值高的燃料可提高热机的效率 解析:热机的效率是指对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量之比,比值越大,则效率越高.功率表示做功快慢,所以热机的效率与热机功率无关,故A错;汽油机是点燃式,柴油机是压燃式,故B错;燃料在气缸内燃烧的热机叫做内燃机,以汽油为燃料的热机叫做汽油机,故C正确;热机的效率与燃料的热值没有关系,故D错.,C,4.(2013广州)某机
8、器的能量流向图如图所示,据此推测该机器可能是( ) A.热机 B.电动机 C.发电机 D.电热水器 解析:由图可知,此机器为内能转换为机械能和部分内能.只有A项符合.,A,5.下列关于热机和环境保护的说法中正确的是( ) A.热机的大量使用会造成环境污染 B.所有的热机都是用汽油作燃料 C.汽车排出的尾气全部都是有毒气体 D.热机所产生的噪声可以被热机上的消声器完全消除 解析:热机排放的尾气虽然不全是有毒气体,但是会污染环境;热机的燃料有汽油、柴油、天然气等;消声器只能减弱噪声,不能消除噪声.,A,“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
9、的数十倍,说明“可燃冰”的 很大.以10倍的关系粗略计算,1 kg“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=4.2103 J/(kg),q煤气=4.2107 J/kg. 解析:(1)在同等条件下,“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”的热值很大;,6.(2013枣庄),热值,4.2108,1 250,7.随着科学技术的飞速发展,地处偏远山区的小美家去年冬天的供暖比以前好很多,由原来的小锅炉房供暖变为热电余热供暖,从能源利用的角度来看,这种既供电又供热的热电站与一般的火电站相比,提高了 ,也较好地控制了污染. 解析:利用热电余热供
10、暖,就是指除供电所需以外的能量的再次利用,例如燃料燃烧产生的废气、供电过程中散失的热量等.,废弃能量的利用率,烧杯向外散热,一样大,9.液化石油气的热值高达4.6107 J/kg,一些不法商贩为牟取暴利,常将液化石油气与价格低廉、热值仅为2.9107 J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户.常州市质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测:将质量为100 kg、初始温度为31 的水装入容器内,用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至100 恰好沸腾,瓶内燃气消耗了0.84 kg.通过高效炉灶,水能吸收燃气完全燃烧释放热量的75%.已知水的比热容为c水=4.2103 J/(kg),问: (1
11、)瓶内燃气的热值是多少? (2)该液化石油气站销售的瓶装燃气有无掺混二甲醚?,(2)因为计算出的燃气的热值与液化石油气的热值相等,所以该液化石油气站销售的瓶装燃气没有掺混二甲醚.,答案:见解析,人类正在积极开发和利用太阳能,如太阳能热水器、太阳能电池等.江涛想知道家中太阳能热水器吸收太阳能的本领,做了如下探究:天气晴朗时,江涛测得太阳能热水器1 h内使质量为 50 kg的水从20 升高到30 ,问: (1)水吸收了多少热量?c水=4.2103J/(kg),10.(拓展探究),解析:(1)水吸收的热量Q吸=cm(t2-t1)=4.2103J/(kg)50 kg (30 -20 )=2.1106J
12、;,答案:(1)2.1106J,(2)若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度,则至少需要燃烧多少m3的液化气?(假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收,液化气的热值是5.0107J/m3),答案：(2)4.210-2m3,煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机.某县在冬季利用地热能为用户取暖.县内有一口自喷状态地热井,出水温度为90 ,出水流量为150 m3/h. (1)求每小时流出的地热水温度降低到50 ,所放出的热量. (2)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热,且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%,则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气?(水=1.0103 kg/m3, c水=4.2103J/(kg),天然气的热值为4107 J/m3),11.(教材素材改编题),答案:(1)2.521010J (2)700 m3,谢谢观赏！,
