內(nèi)能的利用與環(huán)境保護(hù)

第四節(jié)熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)南陽(yáng)市二十二中邢向輝它們都離不開(kāi)燃料。燃料燃燒的過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的過(guò)程。固體燃料液體燃料氣體燃料燃料可分為三種〖請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)〗日常生活中常用到的燃料有哪些？

常見(jiàn)的燃料有煤、石油（加工煉制成汽油、煤油、柴油和液化氣等）、天燃?xì)獾?，農(nóng)村還用草木等植物的秸桿作燃料。你能列舉一些常見(jiàn)的燃料嗎？它們分別屬于哪一類？質(zhì)量相等的不同燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱量是不同的。在物理學(xué)中，把1kg某種燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱量叫做燃料的熱值。熱值的符號(hào)：q

單位：J/kg（J/m3）固體和液體燃料氣體燃料燃料的熱值熱值是反映燃料燃燒時(shí)化學(xué)能車化為內(nèi)能的本領(lǐng)的大小的物理量，同種燃料的熱值與燃料的質(zhì)量無(wú)關(guān)。

Q=mq質(zhì)量m為的燃料完全燃燒釋放的能量是：Q：燃料完全燃燒釋放的熱量ｑ：燃料的熱值ｍ：燃料的質(zhì)量燃料的熱值燃料的熱值無(wú)煙煤的熱值為3.4×107J/kg，表示1kg的煤在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為3.4×107J。液化氣的熱值為4.9×107J/m3，表示1m3的液化氣在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為4.9×107J。請(qǐng)計(jì)算：干木柴煙煤汽油

1814年，英國(guó)人史蒂芬把瓦特的蒸汽機(jī)裝在火車上，陸路運(yùn)輸?shù)男聲r(shí)代開(kāi)始了。但燃料燃燒放出的能量并不能全部用來(lái)做功熱機(jī)效率討論交流：熱機(jī)工作時(shí)，能不能將燃料所蘊(yùn)藏的化學(xué)能全部用來(lái)對(duì)外做有用功呢？由于機(jī)械傳動(dòng)等，克服摩擦所消耗的能量燃料很難全部燃燒，燃料的化學(xué)能不能全部釋放機(jī)械傳熱損失一部分能量熱機(jī)真正轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做功的部分廢氣排出帶走的能量熱機(jī)中燃料釋放能量的主要走向示意圖由圖可知，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做有用功的能量只燃料燃燒時(shí)所釋放能量的一部分。熱機(jī)效率熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒釋放的能量的比值稱為熱機(jī)效率，即：

η=W有Q放×100%

熱機(jī)的效率——燃料燃燒所做的有用功與完全燃燒所放出的能量之比由于熱機(jī)能量損失的原因比較多，所以熱機(jī)的效率一般都較低熱機(jī)的效率總是小于100%的熱機(jī)的效率如：燃料不完全燃燒、廢氣、克服摩擦、機(jī)械傳熱等因素都會(huì)帶走部分能量議一議怎樣提高熱機(jī)的效率？使燃料充分燃燒;盡量減少各種熱量損失；在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上采用先進(jìn)的技術(shù)；注意保養(yǎng)，保證良好的潤(rùn)滑，減少因克服摩擦阻力而額外消耗的能量。

想一想熱機(jī)的效率能達(dá)到100%嗎？為什么？

不能達(dá)到100%，因?yàn)闊釞C(jī)中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃燒所放出的能量的一部分，因?yàn)楦鞣N熱量損失以燃料條件的限制，這部分能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于總能量，所以其與燃料完全燃燒所放出的總能量的比值必然小于1，即熱機(jī)效率小于100%。環(huán)境保護(hù)熱機(jī)為人類的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，但也帶來(lái)了許多環(huán)境污染問(wèn)題：酸雨給地球生態(tài)環(huán)境和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)都帶來(lái)嚴(yán)重的影響和破壞。

熱機(jī)帶來(lái)了人類的發(fā)展，同時(shí)也引發(fā)了許多環(huán)境問(wèn)題燃料燃燒排放的煙塵使大氣變得十分混濁視頻：太原大氣污染環(huán)境保護(hù)近百年來(lái)全球平均氣溫已上升

0.6~0.9℃思考：

為什么全球氣溫會(huì)升高？思考：氣溫升高，對(duì)各地區(qū)的生態(tài)環(huán)境、干濕狀況和社會(huì)經(jīng)濟(jì)會(huì)造成什么影響？看漫畫(huà)，試想此圖在說(shuō)什么？1.對(duì)人體健康的直接危害,硫酸霧和硫酸鹽霧的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部組織,引起肺水腫等疾病而使人致死.2.引起河流、湖泊的水體酸化,嚴(yán)重影響水生動(dòng)植物的生長(zhǎng).3.破壞土壤、植被、森林.4.腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料.5.滲入地下,使水中鋁、銅、鋅、鎘的含量比中性地下水中高很多倍.酸雨的危害結(jié)束酸雨區(qū)河流里我們只能釣到魚(yú)刺酸雨可使兒童免疫功能下降，慢性咽炎、支氣管哮喘發(fā)病率增加，同時(shí)可使老人眼部、呼吸道患病率增加。酸雨還可使農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)酸雨還會(huì)引起許多疾病政府為減輕酸雨對(duì)環(huán)境的危害，加強(qiáng)取締大量排放廢氣的工廠和汽車，要求加裝防止污染的設(shè)備(如汽車加裝觸媒轉(zhuǎn)換器，使用無(wú)鉛汽油)，也希望民眾配合，養(yǎng)成節(jié)約能源的習(xí)慣。

——減少人為硫氧化物和氮氧化物的排放，研制煤炭中硫資源的綜合開(kāi)發(fā)與利用，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)、清潔燃燒技術(shù)等。措施：

討論交流

如何保護(hù)我們的環(huán)境？改進(jìn)燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置;集中供熱；改用氣體燃料，普及煤氣和天然氣；充分開(kāi)發(fā)利用污染少和無(wú)污染的新能源。洛杉機(jī)光化學(xué)煙霧事件首先，什么是光化學(xué)煙霧呢?氮氧化物、烴類等一次污染物在陽(yáng)光紫外線的作用下發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧(占產(chǎn)物85%以上)、過(guò)氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛類、酮類和有機(jī)酸等二次污染物，這些一次污染物和二次污染物形成的混合物稱為光化學(xué)煙霧，它呈淺蘭色、有刺激性和很強(qiáng)的氧化性，可造成人類及動(dòng)植物疾病、建筑物毀壞等危害。洛杉機(jī)光化學(xué)煙霧事件是指40年代初期至50年代，發(fā)生于美國(guó)洛杉機(jī)市的一系列光化學(xué)煙霧事件的總稱。該市臨海依山，處于50公里長(zhǎng)的盆地中，一年有300天出現(xiàn)逆溫(即大氣層某一高度上的溫度不隨高度遞減，出現(xiàn)反常增加或不變。這會(huì)阻礙大氣向上的對(duì)流擴(kuò)散和污染物的擴(kuò)散)，5～10月陽(yáng)光強(qiáng)烈。由于大量汽車排放含氮氧化物、碳?xì)浠衔?、一氧化碳等廢氣，加之洛杉機(jī)市特殊的地理及氣候條件，自1943年開(kāi)始，形成了多次光化學(xué)煙霧事件。當(dāng)?shù)鼐用窦娂姺磻?yīng)有眼睛或喉嚨刺激，其中以1952年的一次最為嚴(yán)重，大批居民發(fā)生眼睛紅腫、喉痛、咳嗽、皮膚潮紅等癥狀，嚴(yán)重者心肺功能衰竭，導(dǎo)致近400位65歲以上老人死亡。此外，植物大面積死亡，車禍增多。當(dāng)堂檢測(cè)反饋1、四口這家分別單獨(dú)使用不同種類的燃料時(shí)的平均月消耗分別為：木柴約200千克，煙煤約80千克，液化石油氣約30千克，煤氣約60千克。這四種燃料中的熱值最高的是(）A、液化石油氣B、煤氣C、煙煤D、木柴A2、航天工業(yè)中的火箭是用液態(tài)氫作為燃料的，這是因?yàn)橐簯B(tài)氫具有（）A、較小的質(zhì)量B、較小的密度C、較大的比熱容D、較大的熱值D3、柴油機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的熱機(jī)，已知某型號(hào)柴油機(jī)的效率是30%，在柴油機(jī)內(nèi)完全燃燒2千克柴油能放熱

J，這些熱通過(guò)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)化能對(duì)外做有用