142熱機(jī)效率導(dǎo)學(xué)案

1、第2節(jié)熱機(jī)效率學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)：1. 從生活中體會(huì)不同燃料燃燒釋放熱能的本領(lǐng)不同，建立燃料熱值概念。2. 會(huì)查燃料的熱值表。能根據(jù)燃料的熱值計(jì)算一定質(zhì)量的燃料完全燃燒所 釋放的熱量。3、能說(shuō)出熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放的能量的主要流向。對(duì)熱機(jī)效率有初步認(rèn)識(shí)能大致說(shuō)出提高熱機(jī)效率的途徑。4. 能舉例說(shuō)明燃料燃燒產(chǎn)生的排放物對(duì)環(huán)境的影響，能從科學(xué)角度讀懂媒 體對(duì)與熱機(jī)有關(guān)的環(huán)境方面的報(bào)道，培養(yǎng)自覺(jué)的環(huán)保意識(shí)。5. 能大致說(shuō)出燃料內(nèi)能的利用與人類社會(huì)的關(guān)系。學(xué)法指導(dǎo)熱值反映了燃料的燃燒特性.它的大小只與原料本身的性質(zhì)有關(guān)，而與燃料的 形狀、體積、質(zhì)量的多少無(wú)關(guān).理解熱值的概念應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)鍵：l kg 、某種燃

2、料、完全燃 燒.否則燃料燃燒放出的熱量就不是燃料的熱值 .本節(jié)的習(xí)題重點(diǎn)是圍繞根據(jù)熱值公式 Q=m呼口物體的吸、放熱公式 Q=cmA t 綜合起來(lái)設(shè)計(jì)在解題時(shí),先要分析各物理量之間的關(guān)系，然后運(yùn)用公式代人數(shù)值 求解.求公式的掌握和對(duì)物體吸、放熱過(guò)程的正確理解是解題關(guān)鍵釋疑解難1燃料的熱值(I) 對(duì)于熱值概念的理解，應(yīng)主要抓住三個(gè)關(guān)鍵詞:l kg、某種燃料、完全燃燒."Ikg"是指燃料的質(zhì)量.如果燃料的質(zhì)量不是Ikg,那么完全燃燒時(shí)放出的熱量就 不等于熱值的數(shù)值."某種燃料"是說(shuō)熱值與燃料的種類有關(guān)，確定了燃料才能確 定熱值，不同的燃料有不同的熱值由此可見(jiàn)

3、，熱值反映了燃料的燃燒特性，熱值 大，說(shuō)明這種燃料完全燃燒時(shí)放的的熱量多，或者說(shuō)化學(xué)能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能多。"“完全燃燒”是一種理想的燃料狀態(tài)，是指燃料燒完燒盡。1kg的某種燃料只有完全 燃燒放出的熱量才等于這種燃料的燃燒值。(2) 熱值反映了不同燃料完全燃燒時(shí)放熱本領(lǐng)不同的特性。不同的燃料，其熱值一般不同，同一種燃抖的熱值是一定的，與燃料的質(zhì)量，體積放出熱量的多少 等無(wú)關(guān)。2. 熱機(jī)效率(1) 熱機(jī)效率是指熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒所擇放的能量 的比值,它反映了能量的利用率，熱機(jī)性能的一個(gè)重要標(biāo)志.(2) 由于熱機(jī)在工作過(guò)程中，總有能量損失，所以熱機(jī)的效率總小于1。柴油 機(jī)的效

4、率比汽油機(jī)的效率高，主要是因?yàn)椴裼蜋C(jī)在壓縮沖程中對(duì)氣體的壓縮比汽油機(jī)更大。熱機(jī)的效率跟熱機(jī)做功的多少、功率大小無(wú)關(guān) .3. 環(huán)境保護(hù)燃料的利用使人類得到大量?jī)?nèi)能，但同時(shí)造成環(huán)境污染，尤其是熱機(jī)的使用 因此，保護(hù)環(huán)境，控制和消除大氣污染是必須重視的問(wèn)題，對(duì)于內(nèi)能利用中產(chǎn)生的 污染,可采取的防治措施有：(1) 改進(jìn)燃燒設(shè)備；(2) 集中供熱，減少大氣污染；(3) 充分開(kāi)發(fā)利用污染小或無(wú)污染的能源；(4) 在內(nèi)燃機(jī)排氣管上安裝消聲器來(lái)減小噪聲污染.自我檢測(cè)31、煤油的比熱容是2.1 X 10 J/(kg C ),將質(zhì)量4kg的煤油從20C加熱到70C需要吸收J(rèn)熱量,如果將煤油倒掉一半,它的比熱容將為

5、 J/(kg C ).2、在我國(guó)實(shí)施的"西氣東輸"工程中，西部地區(qū)的天然氣被輸送到缺乏能 源的東部地區(qū)。天然氣與煤相比，從熱學(xué)角度分析它突出的優(yōu)點(diǎn)是; 從環(huán)保角度分析它突出的優(yōu)點(diǎn)是J 天然氣、煤的熱值分別為1.14 X 108J/kg、3x107J/kg)。3、 四口之家分別單獨(dú)使用不同種類的燃料時(shí)的平均月消耗量分別為：木材約 200kg,煙煤約80kg,液化石油氣約3Okg.煤氣約60kg.這四種燃料中哪一種燃料的熱值最高?（）A.、液化石油氣B、煤氣 C、煙煤 D 、木材參考答案：142 x 105；2.1 x 103 2.熱值較大； 含雜質(zhì)少，利用率高，污染少 3.A

6、課外空間一、酸雨簡(jiǎn)介酸雨被稱做"空中死神",它的主要成分是腐蝕性極強(qiáng)的 H2SO和HN0 腐蝕建筑物，銹蝕輸電導(dǎo)線和通訊線路，造成電力傳輸和信號(hào)傳輸?shù)男式档?由于銹蝕大大增加了導(dǎo)線接頭處和開(kāi)關(guān)觸頭間的電阻 ，當(dāng)有較大電流通過(guò)時(shí)，這 些地方溫度升得很高，易燒斷導(dǎo)線或燒壞開(kāi)關(guān)造成線路故障。酸雨使土壤酸化，使林木降低抗病蟲(chóng)害能力。在酸性湖泊中，魚(yú)卵不能孵化，微生物組成發(fā)生變化, 有機(jī)物分解減慢，各級(jí)食物鏈改變，浮游植物和浮游生物減少，從而使魚(yú)類餌料減 少,導(dǎo)致魚(yú)的種類和數(shù)量減少.2、怎樣區(qū)分比熱容和熱值列表比較比熱容和熱值比熱容熱值不同占八、概念單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（或降

7、 低）1 c時(shí)吸收（或放出）的熱量1kg的某種燃料完 全燃燒時(shí)放出的 熱量單位J/(kg C)J/kg量度式C=Q/rm tq=Q/m影響因 素與熱量、質(zhì)量、溫度的改變量無(wú)關(guān), 與本身因素有關(guān)與燃料的體積、質(zhì) 量、放出的熱量的 多少無(wú)關(guān)，與本身 因素有關(guān)。相同點(diǎn)都是物質(zhì)本身的熱學(xué)特性說(shuō)明比熱容是物質(zhì)的特性，每種物質(zhì)都有 自己的比熱容不同物質(zhì)的比熱容一 般不同熱值也是物質(zhì)的 特性，但只有燃料 才有熱值，因此應(yīng)為燃料本身的特 性.不同燃料的熱 值一般不同。三、人們?cè)诶脙?nèi)能時(shí)為什么會(huì)產(chǎn)生環(huán)境問(wèn)題 ？人們?yōu)榱双@得內(nèi)能，常使用煤、石油、天然氣等燃料，而煤、石油燃燒會(huì)產(chǎn)生 二氧化硫、氮氧化物等，另外燃料

8、的不完全燃燒還會(huì)產(chǎn)生粉塵和一氧化碳，這些有 害氣體、煙塵排放到大氣中，就會(huì)污染大氣。大氣污染不但直接有害人體健康，而且會(huì)影響植物的正常生長(zhǎng)，甚至影響全球氣候，大氣中的二氧化硫和氮氧化物 含量過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生酸雨，由于大氣中二氧化碳含量增高，使地球氣溫受溫室效應(yīng) 的影響越來(lái)越顯著。四、瓦特和蒸汽機(jī)200多年前，英國(guó)蘇格蘭西部格林克鎮(zhèn)的一位木匠家里 ，誕生了一條小生命， 這就是后來(lái)的物理學(xué)家瓦特瓦特家里很窮，他小時(shí)候沒(méi)錢(qián)進(jìn)學(xué)校讀書(shū)，就跟著奶奶操勞家務(wù)有一次,瓦 特?zé)畷r(shí)，發(fā)現(xiàn)水燒開(kāi)以后蒸氣把壺蓋頂了起來(lái)他問(wèn)奶奶為什么水開(kāi)了 壺蓋會(huì)砰砰直跳對(duì)這個(gè)已經(jīng)習(xí)以為常的問(wèn)題奶奶無(wú)法回答瓦特想：壺蓋自己是不會(huì)動(dòng)的，

9、水燒開(kāi)了，產(chǎn)生水蒸氣，水蒸氣往上冒，是水蒸氣推動(dòng)了它，如果 把壺里的水增加幾千倍、幾萬(wàn)倍，力最將會(huì)更大，一定能頂起比壺蓋重幾萬(wàn)倍 的東西瓦特的父親是造船木工，瓦特稍大一點(diǎn)后，就經(jīng)常學(xué)著父親敲敲打打，仿造 小機(jī)器模型，養(yǎng)成了制造機(jī)械的濃厚興趣。瓦特18歲時(shí)到格拉斯某城學(xué)習(xí)制造教學(xué)儀器，以后又到倫敦一家鐘表店里當(dāng) 學(xué)徒.在丁工作之余，瓦特又向當(dāng)?shù)刂麢C(jī)械師摩根學(xué)本領(lǐng)由于他發(fā)奮學(xué)習(xí)， 終于掌握了制造復(fù)雜機(jī)械的手藝。1763年，里的紐可曼學(xué)校有一臺(tái)蒸氣機(jī)壞了，急需修理.瓦持了解后立即趕到那里，這是一臺(tái)非常原始的蒸汽機(jī)，但瓦特認(rèn)為這是一個(gè)難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì) 他把機(jī)器拆開(kāi)，一個(gè)零件一個(gè)零件地研究，并進(jìn)行修理，最后又安裝好，機(jī)器雖修 好了，但活塞只能帶動(dòng)機(jī)械做往復(fù)運(yùn)動(dòng)動(dòng)作緩慢，效率