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

13.4《热机效率和环境保护》

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。

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同步练习

13.4《热机效率和环境保护》

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？

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