资料简介
第十章 机械能、内能及其转化
六、燃料的利用和环境保护
(一)燃料的种类:
固体燃料 如:干柴 煤等
液体燃料 如:汽油 柴油 酒精等
气体燃料 如:氢气 天然气等
燃料燃烧过程:化学变化,燃料的化学能转化为内能
一、燃料的燃烧
讨论:将一壶水放在燃烧的木柴上加热,不久就升温了。现在,
我们已经知道这是因为水吸收了热量的缘故。 那么这些热量从
何而来? 是从木柴燃烧时放出的热量来的
思考1:5kg的木材和10kg的木材燃烧时放出的热量是
否相同? 这说明什么?
燃料燃烧时放出的热量跟燃料的质量有关
同种燃料的质量越大,
燃烧时放出的热量越多
三口之家一个月需要的内能,即吸收热量是一定的,
这些热量由燃料燃烧放出。用木柴需要150千克,煤只需75千
克,而液化气只要30千克。从某种意义上讲,木柴不如煤,
煤不如液化气。
提问:如何区别燃料之间上差异?
二、热值
(一) 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)与其质量的比叫做这种燃料的热值。(热值用q
表示)
(二)单位: J/Kg J/m3
读法:焦每千克 焦每立方米
如:干木柴的热值是q=1.3x107 J/Kg
物理意义:1kg的干木柴完全燃烧放出的热量是
1.3x107 J。
(注:热值是燃料的一种性质,与燃料的质量无关)
思考2:用质量相同煤油、酒精、纸屑烧水, 水升高的
温度不 相同,这说明什么?
说明了不同的燃料燃烧放出的热量的本领不相同。
燃料燃烧放出的热量的多少还与什么因素有关?
燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关?
(1)燃料的质量 (2)燃料的种类
大量实验表明:
1、同种燃料完全燃烧时放出的热量跟它的质量成正比
。
2、相同质量的不同燃料,在完全燃烧时放出的热量并不
相等。想一想:什么是完全燃烧呢?
完全燃烧就是燃料全部烧尽的意思,即燃料的燃烧必
须与充足的氧气发生完全氧化反应。
请同学们通过查看课本中的热值表,回答以下问题:
1.哪种燃料的热值最大?
2.哪种燃料的热值最小?
3.火箭为什么用液态氢做燃料?
提问:汽油的热值多大?它的物理含义是什么?
汽油的热值是4.6×107J/kg,它的物理意义是完全燃烧
1kg的汽油放出4.6×107J的热量。
4. 燃料完全燃烧放出热量的计算
已知烟煤的热值是2.9×107J/kg,求7kg烟煤完全燃烧放
出的热量是多少焦?
(三)公式:
思考:燃料燃烧时释放的热量是否被完全利用?
三、燃料的有效利用
锅炉的效率
锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比,
叫做锅炉的效率。
燃料不能有效利用的原因
(1)燃料很难完全燃烧。
(2)燃料利用过程有热量损失。
提高锅炉效率的方法
(1)让燃料尽量充分燃烧.如把煤磨成粉,用鼓风机
吹进炉膛。
(2)尽量减少热量损失.如加大受热面积,减少烟气
带走的热量。
环境保护
煤、石油等燃料往往含有杂质,在燃烧时会产生二
氧化硫、氮氧化物等有害气体,燃烧不充分时,还会产
生烟尘和一氧化碳等。
二氧化硫、氮氧化物经化学变化溶于水形成酸雨,
使水、土壤酸化,对植物建筑物和金属构件造成严重
危害。
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