燃料的利用和環(huán)境保護的知識點

　　學(xué)習(xí)可以這樣來看，它是一個潛移默化、厚積薄發(fā)的過程。物理網(wǎng)編輯了燃料的利用和環(huán)境保護知識點，希望對您有所幫助!

　　一、燃料的熱值

　　想想議議

　　1.人類從什么時候起開始使用火?

　　2.日常生活中常用的燃料有哪些?并從固、液、氣三態(tài)給它們歸類.

　　3.燃料燃燒時，能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?

　　4.根據(jù)你的經(jīng)驗，相同質(zhì)量的不同燃料，燃燒時放出的熱量相同嗎?

　　分析與結(jié)論

　　二、燃料燃燒時能的轉(zhuǎn)化

　　現(xiàn)代社會中，人類使用的能量絕大部分是從燃料的燃燒中獲得的內(nèi)能.燃料的燃燒是一種化學(xué)變化，在燃燒過程中，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，也就是常說的釋放能量.

　　2.燃料熱值的意義

　　燃料的種類很多，由于燃料的成份不同，相同質(zhì)量的不同燃料在完全燃燒時放出熱量不同，在物理學(xué)中就用燃料的熱值來表示燃料在完全燃燒時放熱本領(lǐng)的大小.也就是我們俗語中的：燃料頂燒不頂燒.

　　3.定義

　　1kg的某種燃料完全燃燒時放出的熱量叫做這種燃料的熱值.

　　由定義可知熱值的單位是“J/kg”.

　　4.熱值的物理意義

　　表示一定質(zhì)量的燃料在完全燃燒時所放出熱量的多少.如木炭的熱值為3.4×107J/kg，它表示：1kg的木炭完全燃燒時所放出的熱量是3.4×107J.同種燃料的熱值相同，不同燃料的熱值不同.

　　5.放出熱量的計算

　　如果用m表示完全燃燒燃料的質(zhì)量，用q表示該種燃料的熱值，用Q放表示燃料完全燃燒時所放出的熱量，則：Q放=m·q

　　其中：m的單位是kg,q的單位是J/kg，Q放的單位是J.

　　注意

　　正確理解燃料的熱值：

　　(1)理解熱值的物理意義是本節(jié)的重點。對于熱值的定義，我們要抓住其中的三個關(guān)鍵詞：1kg;某種燃料;完全燃燒.

　　“1kg”出熱值是針對一定質(zhì)量的燃料而言的，這一定質(zhì)量是1kg.如果燃燒的不是1kg的燃料。那么，完全燃燒時放出的熱量值與熱值的大小便不同.

　　“某種燃料”是說明熱值與燃料的種類有關(guān).確定的燃料才有確定的熱值，不同的燃料有不同的熱值，由此可見，熱值反映了燃料的燃燒特性。熱值大，反映1kg的這種燃料完全燃燒時放出的熱量多，或者說，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能多.“完全燃燒”的含義是燒完、燒盡.1kg的某種燃料，只有在完全燃燒時放出的熱量才是這種燃料的熱值，如果沒有完全燃燒放出的熱量就比熱值小.

　　(2)熱值反映了所有能燃燒的物質(zhì)的一種性質(zhì)，反映了不同燃料在燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的本領(lǐng)的大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，它只與燃料的種類有關(guān)，與燃燒的形態(tài)、質(zhì)量、體積是否完全燃燒均沒有關(guān)系.

　　三、燃料的有效利用

　　1.影響燃料有效利用的因素

　　一是燃料不可能完全燃燒;二是燃料燃燒放出的熱量散失很多，只有一小部分被有效利用.

　　2.爐子的效率

　　爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比叫做爐子的效率.

　　現(xiàn)代化大型鍋爐的效率可達90%以上，一般小型鍋爐的效率不足60%.

　　3.提高燃料利用率的方法

　　提高燃料的利用率是節(jié)約能源的重要措施.把固體燃料磨成粉末吹進爐膛燃燒，加大送風量，可使燃料燃燒得更充分，加大受熱面積，可減小煙氣帶走的熱量，這些都是提高爐子的效率和燃料利用率的具體措施.

　　四、補充知識：熱機效率

　　(一)熱機能量的損失

　　1.燃料未能完全燃燒

　　由于燃料的優(yōu)劣，內(nèi)燃機汽缸與活塞的密封程度等原因，熱機不可能將燃料完全燃燒，這必將有一部分能量損失.不過，這里損失的能量很小.

　　2.廢氣帶走很大一部分能量

　　四沖程內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)中用氣沖程將汽缸中的廢氣排放掉，但此時廢氣的溫度仍很高，內(nèi)能較大.

　　3.一部分能量消耗在散熱上

　　熱機大部分是由金屬組成，金屬是熱的良導(dǎo)體，傳遞了部分燃料燃燒所釋放的熱量，所以散熱也是能量損失的一個方面.

　　4.克服摩擦做功

　　活塞和曲軸在運動時要克服摩擦做功，這部分能量也要靠燃料燃燒的內(nèi)能來提供.

　　(二)熱機的效率

　　1.定義：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒所釋放的能量之比.

　　2.公式：η=×100%

　　注意

　　由于熱機在工作過程中，總有能量損失，所以熱機的效率總小于1，汽油機的效率為20%～30%，柴油機的效率為30%～45%.柴油機的效率比汽油機的效率高，這主要是因為柴油機的構(gòu)造和工作過程與汽油機有所不同，柴油機在壓縮沖程中的壓縮比比汽油機更大.

　　(三)提高熱機效率的主要途徑

　　1.使燃料充分燃燒.

　　2.盡量減少各種熱損失.

　　3.在熱機的設(shè)計和制造上，采用先進的技術(shù).

　　4.使用時，注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，合理調(diào)整運動零件之間的間隙，減小因克服摩擦阻力而額外消耗的功.

　　五、環(huán)境污染

　　1.廢氣污染

　　熱機燃料在燃燒過程中能放出一定量的有毒氣體和粉塵，這些氣體和粉塵都會污染空氣，有害于人類的健康和動植物的正常生長，產(chǎn)生的酸雨有害于農(nóng)、林、漁業(yè).

　　導(dǎo)致城市空氣污染的主要原因是各種車輛排放的廢氣;導(dǎo)致環(huán)境污染的主要原因是燃料燃燒后的廢氣、廢渣以及各種廢液的排放.

　　2.噪聲污染

　　熱機以及熱機帶動的機器產(chǎn)生的噪聲是環(huán)境污染的又一方面.

　　五、環(huán)境保護措施

　　1.改進燃燒設(shè)備，消除煙塵.

　　2.提高燃料的綜合利用，采取集中供熱.

　　在北方的取暖設(shè)備中，就是采用鍋爐燒的水蒸氣供給各家各戶的散熱管，這樣就減少了大氣污染;在城市中使用管道煤氣和液化氣，提高了燃料的利用率，也改善了環(huán)境.

　　3.充分開發(fā)利用污染少和無污染的能源.如人們正在想辦法利用太陽能.

　　4.在內(nèi)燃機排氣管上安裝消聲器，以減少噪聲污染.

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