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课件网) 第五节 调查燃料的利用及其 对环境的影响 第十章 机械能、内能及其转化 第五节 调查燃料的利用及其对环境的影响 为什么火箭起飞时多选用液态氢作为燃料而不选干木柴呢? 不同种类的燃料之间有什么差异 观察与思考 了解燃料热值的定义,知道热值的单位,会描述热值的物理意义。 02 知道燃料燃烧过程中能量的转化。 01 03 知道热机的效率及定义,并能提出提高热机效率的方法与措施。 学习目标 燃料的种类 木柴 煤 煤油 汽油 天然气 氢气 按燃料的状态可以分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料 加热一壶同样质量的水消耗的木柴与煤的质量相同吗? 1.经验告诉我们,加热一壶同样质量的水消耗的煤的质量更低,这是为什么呢? 思考 2.应该怎样比较不同燃料放出热量的本领强弱呢? 由于燃料的成分不同,不同燃料放出热量的本领是不同的。 相同质量的燃料燃烧,比较放出的热量多少 放出相同的热量,比较消耗的燃料质量 定义 一定质量的某种燃料完全燃烧,化学能转化为内能的量(放出的热量)与其质量的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 Q m q= 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 约4.6×107J/kg 焦 炭 约2.9×107J/kg 汽 油 约4.6×107J/kg 酒 精 3.0×107J/kg 柴 油 约4.3×107J/kg 烟 煤 约2.9×107J/kg 木 炭 约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1.4×108 J/kg 干木柴的热值1.3×107 J/kg Q = qm =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J 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。 Q q = m= 1.4×1012J 1.3×107J/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/kg 4.6×107J/kg 用煤气烧水时,煤气燃烧释放的热量能否被水完全吸收?有哪些能量损失? 定义:热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比,叫作热机的效率。 表达式: ×100%,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 如何用图中字母表示热机的效率? 旧锅炉厂房 新锅炉厂房 锅炉是利用燃料或其他能源把水加热成为热水或蒸汽的设备。 锅炉 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= ×100% , 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 ... ...