六、燃料的利用和环境保护课件

第十章机械能、内能及其转化六、燃料的利用和环境保护燃料的利用和环境保护 燃料种类很多，煤炭、汽油、天然气等等，为什么火箭会使用液态氢来作为燃料呢？观察与思考 知道燃料热值的概念及其单位，会查燃料热值表。02知道燃料燃烧过程中，化学能转化为内能。0103了解提高锅炉效率和燃料利用率的措施。学习目标 1热值 燃料的热值固体燃料液体燃料气体燃料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？ 1.燃烧质量为1kg的干木柴和1kg的煤，放出的热量是否相同？2.如果不一样，为什么？3.哪种燃料放出的热量多？思考经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比干木柴多得多。我们用热值这个物理量来表示燃料放出热量的本领。 定义某种燃料完全燃烧时化学能转化为内能的量（放出的热量）与其质量之比叫作这种燃料的热值物理意义热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量国际单位焦每千克，符号是J/kg定义式燃料的热值Qmq＝ 固、液燃料燃烧放热的计算Q＝mq燃料完全燃烧放出热量（单位：J）燃料的质量（单位：kg）燃料的热值（单位：J/kg）计算：1.5kg煤油完全燃烧放出多少热量（煤油热值查表）？Q＝mq＝1.5kg×4.6×107J/kg＝6.9×107J 气体燃料燃烧放热的计算Q＝Vq燃料完全燃烧放出热量（单位：J）燃料的体积（单位：m3）燃料的热值（单位：J/m3）计算：0.5m3煤气完全燃烧放出多少热量（煤气热值查表）？Q＝Vq＝0.5m3×1.5×107J/m3＝7.5×106J 请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。一些燃料的热值氢1.4×108J/kg无烟煤约3.4×107J/kg煤油4.6×107J/kg焦炭3.0×107J/kg汽油4.6×107J/kg酒精3.0×107J/kg柴油4.3×107J/kg烟煤约2.9×107J/kg木炭3.4×107J/kg干木柴约1.3×107J/kg热值是燃料的一种性质，不同燃料的热值一般不同，同种燃料的热值一般相同。 那么，为什么发射火箭上天要用液态氢做燃料呢？自带燃料和氧化剂的火箭长征五号运载火箭（简称“胖五”）是捆绑四个助推器的两级半构型火箭，其芯级直径为5米，采用液氢液氧发动机 根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？氢的热值是1.4×108J/kg干木柴的热值1.3×107J/kgQ=qm=1.4×108J/kg×10×103kg=1.4×1012J约108吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。Qq＝m＝1.4×1012J1.3×107J/kg≈1.08×105kg＝108t 4kg某种燃料完全燃烧时放出的热量是1.84×108J，则它的热值为；若这种燃料只燃烧一半，则剩余部分燃料的热值为。练一练4.6×107J/kg4.6×107J/kg 2燃料的有效利用 旧锅炉厂房新锅炉厂房燃料的有效利用 1.锅炉的效率(1)锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作锅炉的效率。表达式为η=x100%,其中η表示锅炉的效率，Q有效表示有效利用的热量，Q总表示燃料完全燃烧放出的总热量。(2)现代化大型锅炉的效率可达90%以上，而普通锅炉的效率一般只有60%左右。Q有效Q总 2.影响燃料有效利用的因素（1）燃料很难完全燃烧；（2）燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一部分被有效利用。3.提高燃料利用率的方法(1)将煤转化为煤气再进行燃烧利用；(2)通过技术改造改变它们的燃烧品种和燃烧方式；(3)减少烟气带走的热量、选用隔热材料、减少对外界散热等。 用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧所释放的能量之比，x100%，Q有用表示用来做有用功的能量，Q总表示燃料完全燃烧放出的热量。Q有用Q总η＝热机的效率 练一练在一次某新型号汽车的测试中，让汽车在一段平直的公路上匀速行驶4.8km，受到的阻力是3.0×103N，消耗汽油1.2kg（假设汽油完全燃烧）。汽油的热值为q=4.6×107J/kg，求：（1）在测试过程中，汽车牵引力所做的功W；解：因为汽车做匀速直线运动，所以F=f=3.0×103NW=Fs=3.0×103N×4.8×103m=1.44×107J 在一次某新型号汽车的测试中，让汽车在一段平直的公路上匀速行驶4.8km，受到的阻力是3.0×103N，消耗汽油1.2kg（假设汽油完全燃烧）。汽油的热值为q=4.6×107J/kg，求：（2）该型号汽车的热机效率η；Q放=qm=4.6×107J/kg×1.2kg=5.52×107JWQ放＝η＝1.44×107J5.52×107J≈26% 煤、汽油、柴油等燃料二氧化硫氮氧化物溶于水化学变化酸雨燃烧有杂质燃烧不充分烟尘、废气大气污染环境污染及保护 1.对人体健康的直接危害：硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多，可以侵入肺的深部组织，引起肺水肿等疾病而使人致死。2.引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动植物的生长。酸雨的危害 3.破坏土壤、植被、森林。4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料。5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍。 节约能源，保护我们的环境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。 课堂小结燃料与环境热值燃料的有效利用单位定义提高锅炉效率的方法锅炉的效率 C1.对于燃料的热值，下列说法中，正确的是()A.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比B.燃料没燃烧时就没有热值C.就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关D.容易燃烧的燃料热值一定大随堂训练 2.（多选）关于热机效率，下列说法正确的是()A.热机效率越高，即热机做的有用功多B.热机效率越高，即热机的功率越大C.要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑D.提高热机效率，有利于环保减排CD 3．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为__________。35%