2018年人教版九年级物理全册课件：第十四章第2节 热机的效率 (共31张PPT)

1、第十四章内能的利用 第第2 2节节 热机的效率热机的效率 课前预习课前预习 1我们把某种燃料完全燃烧放出的我们把某种燃料完全燃烧放出的_与其与其 _之比，叫做这种燃料的之比，叫做这种燃料的_.单位是单位是 _，符号是，符号是_ 2用来用来_，与，与 _，叫做，叫做_. 3. 在热机的能量损失中，在热机的能量损失中，_带走的能量最多，带走的能量最多， 设法提高利用废气带走的能量是提高热机效率的重要措设法提高利用废气带走的能量是提高热机效率的重要措 施施. 热量热量 质量质量热值热值 焦每千克焦每千克 做有用功的那部分能量做有用功的那部分能量 燃料完全燃烧放出的能量之比燃料完全燃烧放出的能量之比

2、热机的效率热机的效率 废气废气 J/kg 课堂演练课堂演练 典例精练典例精练 知识点知识点1燃料的热值燃料的热值 【例【例1】小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃】小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃 烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知 （注：（注： 燃料完全燃烧放热用燃料完全燃烧放热用Q放 放=mq计算 计算,某燃料的热值用某燃料的热值用q表表 示；其质量用示；其质量用m表示）表示）. 于是决定设计一个实验来探究于是决定设计一个实验来探究 煤油和菜籽油的热值的大小关系煤油和菜籽油的热值的大小关系.他组装了如图他组装了如图14-2-1 所示

3、的装置进行实验，记录结果见下表：所示的装置进行实验，记录结果见下表： 课堂演练课堂演练 燃料燃料加热前的水温加热前的水温/燃料燃尽后水温燃料燃尽后水温/ 煤油煤油2544 菜籽油菜籽油2534 课堂演练课堂演练 （1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套 相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的 _相同以及相同以及_相同相同. （2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大 的是的是_. （3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜）小明同学还想利用这

4、种实验方案计算出煤油和菜 籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是： _. 利用此实验方法计算出的热值将比真实值利用此实验方法计算出的热值将比真实值 质量质量水的质量水的质量 煤油煤油 天平天平 课堂演练课堂演练 _（填（填“偏大偏大”或或“偏小偏小”）. 说说你的看法：说说你的看法： _ _. 【例【例2】（】（2017泸州）泸州）2017年年6月月2日中央电视台报道，日中央电视台报道， 我国在南海海底实现我国在南海海底实现“可燃冰可燃冰”连续稳定产气连续稳定产气22天，天， 可燃冰燃烧时将化学能转化为可燃冰燃烧时将化学能转化为_能，完全燃烧热能

5、，完全燃烧热 值为值为5.6109 J/m3的可燃冰的可燃冰2 m3，放出的热量是，放出的热量是 _J，相当于完全燃烧，相当于完全燃烧_m3热值热值 为为2.8107 J/m3的天然气放出的热量的天然气放出的热量. 偏小偏小 燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验 装置吸了热，使装置吸了热，使Q放 放大于 大于Q吸 吸 内内 1.121010400 课堂演练课堂演练 知识点知识点2热机的效率热机的效率 【例【例3】（】（2017百色）天然气灶使用方便、经济环保，百色）天然气灶使用方便、经济环保， 备受人们青睐，小明用天然气灶将一壶质量为备受人们

6、青睐，小明用天然气灶将一壶质量为3 kg温度温度 为为20 的水加热至的水加热至90 ，用时约，用时约10 min，已知：天然，已知：天然 气的热值为气的热值为3.5107 J/m3，水的比热容为，水的比热容为4.2103 J/ （kg）. 求：求： （1）这过程中水吸收多少热量）这过程中水吸收多少热量. （2）若这过程天然气完全燃烧放出的热量）若这过程天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸被水吸 收，则需要多少立方米的天然气收，则需要多少立方米的天然气. 答案：（答案：（1）8.82105 J（2）4.210-2 m3 课堂演练课堂演练 知识点知识点3提高热机效率的方法提高热机效率的方法 【例

7、【例4】如图】如图14-2-2所示表示的是汽油机的能量流向，所示表示的是汽油机的能量流向， 对照此图，下列说法不正确的是（）对照此图，下列说法不正确的是（） C 课堂演练课堂演练 A. 废气的排放所占比例最大，减少该部分能量损失是废气的排放所占比例最大，减少该部分能量损失是 提高热机效率的有效手段提高热机效率的有效手段 B. 冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率 C. 该汽油机的热机效率为该汽油机的热机效率为76% D. 该汽油机的能量利用率为该汽油机的能量利用率为30% 课堂演练课堂演练 模拟演练模拟演练 1. 木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们

8、取不木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不 同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据： 燃料的质量燃料的质量/g100200300400 燃料完燃料完 全燃烧全燃烧 放出的放出的 热量热量 Q木柴 木柴 J1.31062.61063.91065.2106 Q焦炭 焦炭 J3.01066.01069.010612.0106 Q木炭 木炭 J3.41066.810610.210613.6106 课堂演练课堂演练 （1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料， 它们完全燃烧所释放的热量是它们完全燃烧所释放的热量是_

9、的；对于同一的；对于同一 种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越_. （2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料， _和和_的比值是不变的，这个不变的比值，的比值是不变的，这个不变的比值， 反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为 _，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热 量能力大小的物理量量能力大小的物理量. 不同不同 多多 热量热量质量质量 热值热值 课堂演练课堂演练 （3）完全燃烧）完全燃烧0.01 m3的天然气放出的热量

10、是的天然气放出的热量是 _J；如果这些热量完全用于加热水，可使；如果这些热量完全用于加热水，可使 _kg的水温度升高的水温度升高10 ；实际加热这些水所燃烧；实际加热这些水所燃烧 的天然气比上述要多许多，原因是用燃气的天然气比上述要多许多，原因是用燃气 灶烧水时，灶烧水时， 除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外 一部分传给了一部分传给了_（答一个即可）（答一个即可）. q天然气 天然气=4.2 107 Jm3，c水 水=4.2 103 J/（kg） 4.2105 10 空气（或燃气灶）空气（或燃气灶） 课堂演练课堂演练 （4）在烧水过

11、程中，人们关心的是燃烧天然气所放出）在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出 的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完 全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入 _来描述，我们总是希望它的值越来描述，我们总是希望它的值越_越越 好好. 热效率热效率高高 课堂演练课堂演练 2. （2017连云港）连云港）2017年年5月月18日，中国宣布对南海日，中国宣布对南海 可燃冰试采实现稳定产气，引发世界各国高度关注，同可燃冰试采实现稳定产气，引发世界各国高度关注，同 等条件下，等条件下，“可燃冰可燃

12、冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的完全燃烧放出的热量达到煤气的 近近20倍，若倍，若1 kg“可燃冰可燃冰”完全燃烧放出的热量全部完全燃烧放出的热量全部 被水吸收，可以使被水吸收，可以使_水的温度升高水的温度升高50 ， 已知已知c水 水=4.2 103 J/（kg），），q可燃冰 可燃冰=8.4 108 J/kg. 4 000kg 课堂演练课堂演练 3. 某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率. 他们他们 用酒精灯给用酒精灯给100 g的水加热，经过一段时间测得水温升的水加热，经过一段时间测得水温升 高了高了60 、消耗了、消耗了4.2 g酒精酒精.

13、已知：水的比热容为已知：水的比热容为 4.2103 J/（kg），酒精的热值为），酒精的热值为3107 J/kg. 求：求： （1）此过程中水吸收的热量）此过程中水吸收的热量. （2）4.2 g酒精完全燃烧放出的热量酒精完全燃烧放出的热量. （3）酒精灯烧水时的热效率）酒精灯烧水时的热效率. 课堂演练课堂演练 解：解：(1)水吸收的热量水吸收的热量Q吸 吸=cm(t-t0)=4.2 103 J/(kg)0.1 kg60 =2.52104 J. (2)4.2 g酒精完全燃烧放出的热量酒精完全燃烧放出的热量Q放 放=mq=4.2 10-3 kg3107 J/kg=1.26105 J. (3)酒精灯

14、烧水时的热效率酒精灯烧水时的热效率=20%. 课堂演练课堂演练 4. （2017枣庄）如图枣庄）如图14-2-3是某内燃机工作时的能量是某内燃机工作时的能量 流向图，该内燃机的热机效率是（）流向图，该内燃机的热机效率是（） A. 25B. 35 C. 40D. 75 B 课后作业课后作业 夯实基础夯实基础 知识点知识点1燃料的热值燃料的热值 1. （2017来宾）下列有关热现象，说法正确的是来宾）下列有关热现象，说法正确的是 （）（） A. 1 kg酒精比酒精比1 g酒精的热值大酒精的热值大 B. 夏日荷塘里荷花盛开，花香四溢说明分子在不停地做无夏日荷塘里荷花盛开，花香四溢说明分子在不停地做无

15、 规则运动规则运动 C. 用锯条锯木板，锯条的温度升高是由于锯条从木板中吸用锯条锯木板，锯条的温度升高是由于锯条从木板中吸 收了热量收了热量 D. 用水作为汽车发动机散热器的冷却剂，其主要原因是水用水作为汽车发动机散热器的冷却剂，其主要原因是水 的比热容较小的比热容较小 B 课后作业课后作业 2. （2017泸州）用铝壶在天然气灶上烧水的过程中，泸州）用铝壶在天然气灶上烧水的过程中， 下列说法正确的是（）下列说法正确的是（） A. 铝的比热容比水小，铝吸热能力比水强铝的比热容比水小，铝吸热能力比水强 B. 是通过做功的方式改变水的内能是通过做功的方式改变水的内能 C. 水的温度越高，水分子运动

16、越剧烈水的温度越高，水分子运动越剧烈 D. 天然气燃烧越充分，热值越大天然气燃烧越充分，热值越大 C 课后作业课后作业 3. （2017湘潭）湘潭） 质量为质量为20 kg的水，温度升高了的水，温度升高了50 ， 吸收了吸收了_J的热量，如果不考虑热量散失，的热量，如果不考虑热量散失， 这些热量需要完全燃烧这些热量需要完全燃烧_kg的焦炭来提供的焦炭来提供. （已知焦炭的热值为（已知焦炭的热值为3107 J/kg） 4. （2017济宁）在一标准大气压下，将济宁）在一标准大气压下，将50 L的水从的水从40 加热到沸点加热到沸点. 求：（求：（q焦碳 焦碳=3.0 107 J/kg）. （1）

17、水需要吸收的热量）水需要吸收的热量. （2）提供这些热量，需要完全燃烧焦碳的质量）提供这些热量，需要完全燃烧焦碳的质量. 4.2106 0.14 答案：（答案：（1）1.26107 J（2）0.42 kg 课后作业课后作业 知识点知识点2热机的效率热机的效率 5. （2017河北）下列说法正确的是（）河北）下列说法正确的是（） A. 热机消耗的燃料越多，效率就越低热机消耗的燃料越多，效率就越低 B. 热传递中温度总是从热的物体传给冷的物体热传递中温度总是从热的物体传给冷的物体 C. 同一物体，温度降低的越多，放出热量就越多同一物体，温度降低的越多，放出热量就越多 D. 人体内水的比例很高，有助

18、于调节体温，以免温度人体内水的比例很高，有助于调节体温，以免温度 变化太快对身体造成危害变化太快对身体造成危害 D 课后作业课后作业 6.如图如图14-2-4所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率 可表示为（）可表示为（） B 课后作业课后作业 7. （2017贺州）小明用燃气灶把质量为贺州）小明用燃气灶把质量为12 kg、初温为、初温为 20 的水加热到的水加热到100 ，燃烧掉，燃烧掉0.42 m3的天然气，则的天然气，则 燃烧的天然气放出的热量是燃烧的天然气放出的热量是_J，燃气灶，燃气灶 的热效率是的热效率是_. （天然气的热值是（天然气的热值是3.2

19、107 J/m3） 1.344107 30% 课后作业课后作业 知识点知识点3提高热机效率的方法提高热机效率的方法 8. 下列提高热机效率的方法中，不可行的是（）下列提高热机效率的方法中，不可行的是（） A减少各种热损失减少各种热损失 B加润滑油，减少机器部件的摩擦加润滑油，减少机器部件的摩擦 C减少消耗的总能量减少消耗的总能量 D充分利用废气的能量，如建热电站充分利用废气的能量，如建热电站 C 课后作业课后作业 9. （2017岳阳）随着人们的生活水平的提高，汽车走岳阳）随着人们的生活水平的提高，汽车走 进千家万户进千家万户. 关于小汽车涉及的知识说法正确的是关于小汽车涉及的知识说法正确的是

20、 （）（） A. 用甘油做发电机的冷却剂用甘油做发电机的冷却剂 B. 发电机做功冲程将内能转化为机械能发电机做功冲程将内能转化为机械能 C. 精心保养可使发电机的效率达到精心保养可使发电机的效率达到100% D. 排出的尾气对环境没有任何污染排出的尾气对环境没有任何污染 B 课后作业课后作业 10. （2017益阳）为了节约能源，需要提高热机的效率，益阳）为了节约能源，需要提高热机的效率， 下列措施不能提高热机效率的是（）下列措施不能提高热机效率的是（） A. 让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全 B. 在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少

21、能在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能 量的损失量的损失 C. 尽量减少热机内部各部件间的摩擦尽量减少热机内部各部件间的摩擦 D. 尽量增加热机的工作时间尽量增加热机的工作时间 D 课后作业课后作业 能力提升能力提升 11.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之 一某品牌太阳能热水器每小时平均接受一某品牌太阳能热水器每小时平均接受4.2106 J的的 太阳能，在太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量小时的有效照射时间内，将热水器中质量 为为100 kg、初温为、初温为20 的水温度升高到的水温度升高到40 求：求： 水的比热容水的比热容c=4.2103 J/(kg) (1)热水器中的水吸收的热量热水器中的水吸收的热量Q. (2)热水器热水器5小时内接收到的太阳能小时内接收到的太阳能E. 课后作业课后作业 (3)热水器的效率热水器的效率. (4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克 煤气煤气. (煤气的热值为煤气的热值为q=4.2107 J/kg，假设煤气燃烧，假设煤气燃烧 放出的热量全部