【新版】201学年九年级物理全册14.2热机的效率课件新版新人教版 (1)

1、第第2节节 热机的效率热机的效率导入新课讲授新课课堂小结随堂训练柴薪柴薪煤炭煤炭石油石油天然气天然气从哪里获得内能？从哪里获得内能？1情景导入不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？领强呢？经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。出热量的本领。想想议议想想议议2课堂活动1知识点知识点燃料的热值燃料的热值燃料燃烧的过程是燃料燃烧的过程是化学能化学能转变为转变为内

2、能内能的过程。的过程。常见的燃料有煤、石油常见的燃料有煤、石油( (加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等气等) )、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。燃料可分为燃料可分为三种三种：固体固体燃料、燃料、气体气体燃料、燃料、液体液体燃料。燃料。1 kg的某种燃料的某种燃料完全燃烧完全燃烧所释放的热量。所释放的热量。定义定义定义式定义式qqm 燃料燃料完全燃烧完全燃烧所释放的热量所释放的热量(j)燃料质量燃料质量(kg)燃料热值燃料热值(j/kg)理解：理解：1.我们要抓住三个关键词：我们要抓住三个关键词：“某种燃料

3、某种燃料”、“完全燃烧完全燃烧”、“热量与其质量之比热量与其质量之比”.“某种燃料某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关，反映了燃料的燃是说明热值与燃料的种类有关，反映了燃料的燃烧特性、化学能转化成的内能的本领大小烧特性、化学能转化成的内能的本领大小.“完全燃烧完全燃烧”的含义是烧完、烧尽的含义是烧完、烧尽.某种燃料，只有在完全燃某种燃料，只有在完全燃烧时放出的热量与质量之比才是这种燃料的热值，如果用没有完烧时放出的热量与质量之比才是这种燃料的热值，如果用没有完全燃烧放出的热量计算出的热值就比实际值小全燃烧放出的热量计算出的热值就比实际值小.“热量与其质量之比热量与其质量之比”可以理解为热值是针

4、对一定质量的燃料可以理解为热值是针对一定质量的燃料而言的，如果同种燃料的质量不同，则完全燃烧时放出的热量大而言的，如果同种燃料的质量不同，则完全燃烧时放出的热量大小不同小不同.请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。2热值是燃料的属性热值是燃料的属性补充：热值是燃料的属性补充：热值是燃料的属性例例1.1.对于燃料的热值，下列说法正确理解的是对于燃料的热值，下列说法正确理解的是 ( ( ) ) a.a.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 b.b.燃料没燃烧时就没有热值燃料没燃烧时就没有热值c.c.就某种确定

5、的燃料而言，它的热值是一个确定的值，跟燃就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，跟燃 料的质量及燃料燃烧放出的热量无关料的质量及燃料燃烧放出的热量无关d.d.容易燃烧的燃料热值一定大容易燃烧的燃料热值一定大c典例赏析典例赏析例例2.2.关于对关于对q=q/mq=q/m的理解（）的理解（）a a. .热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比b b. .热值的大小由燃料本身决定的，与质量和热量无关热值的大小由燃料本身决定的，与质量和热量无关c c. .热值与燃料的质量成反比，与燃料完全燃烧放出的热量热值与燃料的质量成反比，与燃料完全燃烧放出的热量成正比成正比d d

6、. .热值与燃料的质量成反比热值与燃料的质量成反比b b例例3.3.判断题：判断题：1 1、燃料的热值大，完全燃烧释放的热量不一定多（、燃料的热值大，完全燃烧释放的热量不一定多（ ）2 2、燃料燃烧越充分，则热值越大（、燃料燃烧越充分，则热值越大（ ）3 3、某某种燃料的质量减半，则该燃料的热值、比热容也减半（、某某种燃料的质量减半，则该燃料的热值、比热容也减半（ ）4 4、甲的热值大于乙，代表甲燃料的放热能力比乙的强、甲的热值大于乙，代表甲燃料的放热能力比乙的强（ ）例例4.4.在一次物理实验中，共燃烧酒精在一次物理实验中，共燃烧酒精42g42g，如果酒精完全燃，如果酒精完全燃烧，则能释放多

7、少热量？这些热量被烧，则能释放多少热量？这些热量被10kg10kg的水完全吸收，水的水完全吸收，水的温度能上升多少摄氏度？酒精的热值的温度能上升多少摄氏度？酒精的热值q=3.0q=3.010107 7j/kgj/kg，水的比热容水的比热容c=4.2c=4.210103 3j/j/（kgkg）例例5.5.完全燃烧完全燃烧1515千克热值是千克热值是 3.43.410107 7j/kgj/kg的木炭，能产生多少的木炭，能产生多少热量？想要获得这些热量，需要完全燃烧多少千克氢气？热量？想要获得这些热量，需要完全燃烧多少千克氢气？(q(q氢氢=1.4 =1.4 10108 8j/kg)j/kg)在内燃

8、机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？的能量都到哪里去了？2知识点知识点热机的效率热机的效率由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的料燃烧时所释放能量的一部分一部分。用来做用来做有用功有用功的那部分能量和的那部分能量和燃料完全燃烧放燃料完全燃烧放出的能量出的能量之比。之比。热机的效率热机的效率定义定义定义式定义式qq 有有用用总总做有用功的能量做有用功的能量燃料完全燃烧放出的能量燃料完全燃烧放出的能量热机效率热机效率内燃机工作时能量流向图：内燃机工作时能量流向

9、图：(1)在热机的各种能量损失中，在热机的各种能量损失中，废气废气带走的能量最多。带走的能量最多。(2)设法利用废气的能量设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。，是提高燃料利用率的重要措施。 燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小，例如用的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小，例如用煤烧水。煤烧水。15ee54325eeeee注意：注意：总有qqqvq有(固体、液体)(气体)1.1.热机效率为什么总是小于热机效率为什么总是小于1 1？2.2.效率的高低代表什么意思？效率的高低代表什

10、么意思？3.3.效率小于效率小于1 1的原因？的原因？4.4.如何提高热机的效率？如何提高热机的效率？思考与讨论思考与讨论提高锅炉效率的措施提高锅炉效率的措施:（1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。（2）减少各种热量损失。）减少各种热量损失。 将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更完全燃烧；将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更完全燃烧； 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；使用较好的保温材料，减少热损失。使用较好的保温材料，减少热损失。通常的锅炉，燃料利用率比较低，因此在节约能源上改通常的锅炉，燃料利用率比

11、较低，因此在节约能源上改造的潜力巨大。造的潜力巨大。（1）热机的效率是热机性能的重要指标）热机的效率是热机性能的重要指标2提高热机效率，节约能源，减少污染提高热机效率，节约能源，减少污染（2）提高效率的途径）提高效率的途径 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； 改进热机，减少各种能量损失；改进热机，减少各种能量损失； 利用废气的能量。利用废气的能量。例例1 1. .关于热机效率，下列说法正确的是关于热机效率，下列说法正确的是( ( ) ) a.a.热机效率越高，即热机做的有用功多热机效率越高，即热机做的有用功多 b.b.热机效率越高，即热机的功率越大热机效率越高，即

12、热机的功率越大 c.c.要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要 保证良好的涧滑保证良好的涧滑 d.d.提高热机效率，有利于环保减排提高热机效率，有利于环保减排 cd例例2.2.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占2525，废气带走的能量占，废气带走的能量占3030，摩擦等机械损耗占，摩擦等机械损耗占1010，则内燃机，则内燃机的热机效率为的热机效率为_。 35%例例3.3.为了响应国家为了响应国家“节能减排节能减排”的号召，同学们讨论家用的号召，同学们讨论家用汽车的节能方法

13、，你认为下列方法不合理的是（汽车的节能方法，你认为下列方法不合理的是（ ）a.a.开车过程中不宜频繁地急加油和急刹车开车过程中不宜频繁地急加油和急刹车b.b.定期清理汽车后备箱中的不常用物品，减小汽车负载定期清理汽车后备箱中的不常用物品，减小汽车负载c.c.夏天开车开空调时，空调的温度不宜过低夏天开车开空调时，空调的温度不宜过低d.d.驾车长期低速行驶驾车长期低速行驶d d例例4.4.某家庭用燃气热水器将质量为某家庭用燃气热水器将质量为 100kg 100kg、温度为、温度为 20 20的的自来水加热到自来水加热到 50 50，消耗的天然气体，消耗的天然气体 积为积为 1m 1m3 3（假设天

14、然（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为气完全燃烧）。已知水的比热容为 4.2 4.210103 3j/(kgj/(kg)，天，天然气的热值为然气的热值为 3.2 3.2 10107 7j/mj/m3 3. .求求（1 1）天然气完全燃烧放出的热量；）天然气完全燃烧放出的热量；（2 2）水吸收的热量；）水吸收的热量； （3 3）该热水器工作的效率。）该热水器工作的效率。3课堂小结燃烧燃烧热值热值定义定义热机效率热机效率定义式定义式定义式定义式qqm qq 有有用用总总放热放热1. 热值与热量的热值与热量的综合计算综合计算： 在这一题型中，都要利用等量关系式：在这一题型中，都要利用等量关系式：

15、 q吸吸q放放或或q吸吸 q放放。2. 解决能量转化类计算题的解决能量转化类计算题的一般规律一般规律： 首先找到能量转化关系式，再利用相应公式展开来首先找到能量转化关系式，再利用相应公式展开来 列方程，最后代入已知量求解；或在这个等量关系列方程，最后代入已知量求解；或在这个等量关系 的基础上，利用相应的公式分步解答。的基础上，利用相应的公式分步解答。4课堂训练1.1.汽油的热值为汽油的热值为4.64.610107 7j/kgj/kg。这个数值究竟有多大？有人通过。这个数值究竟有多大？有人通过一个具体例子来一个具体例子来 认识汽油热值的大小：一个认识汽油热值的大小：一个60kg60kg的人，从大

16、厦的人，从大厦的的1 1楼步行至第楼步行至第1111楼（走了楼（走了1010层楼），每层楼的层高为层楼），每层楼的层高为3 3m m，他克，他克服重力做了多少焦耳的功？如果汽油完全燃烧获得热量的焦服重力做了多少焦耳的功？如果汽油完全燃烧获得热量的焦 耳耳数和这些功相等，需要汽油的质量是多少？这大约相当于生活中数和这些功相等，需要汽油的质量是多少？这大约相当于生活中什么物体的质量？什么物体的质量？这个人受到的重力：这个人受到的重力：g=mg=60kg10n/kg=600n；克服重力做功：克服重力做功：w=gh=600n3m10=18000j；因为因为q放放=w，q放放=mq，所以需要燃烧汽油的质

17、量：，所以需要燃烧汽油的质量：m=q放放/q=18000j/4.6107j/kg0.3910-3kg= 0.39g.一本物理课本一本物理课本的质量大约为的质量大约为250g，0.39g相当于一张纸的质量相当于一张纸的质量.答：他做了答：他做了18000j的功，需要的功，需要0.39g的汽油。的汽油。2.全球汽车保有量在迅速增长，截至全球汽车保有量在迅速增长，截至2011年，全球处于使用状态年，全球处于使用状态的汽车数量已突的汽车数量已突 破破10亿辆。每辆汽车每年耗油亿辆。每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机，汽车内燃机的效率平均值取的效率平均值取30%。如果能把内燃。如果能把内燃 机效率提高

18、机效率提高1%，全球每年，全球每年可以节约多少燃油？可以节约多少燃油？解：每辆车每年有效耗油量（用于做有用功的油）：解：每辆车每年有效耗油量（用于做有用功的油）：m1=mn=1.8t30=0.54t若热机效率提高若热机效率提高1,每辆车每年的耗油量：每辆车每年的耗油量：m2=m1/n1=0.54/311.74t每辆车每年节约的油：每辆车每年节约的油：m3=m-m2=1.8t-1.74t =0.06t全球总节约的油：全球总节约的油：m总总=1010m3=10100.06t=6108.3.3.查表可知，天然气的热值为煤气热值的查表可知，天然气的热值为煤气热值的2 2倍，这表明倍，这表明( () )

19、a.a.产生相同的热量，使用天然气的成本为使用煤气成本的产生相同的热量，使用天然气的成本为使用煤气成本的2 2倍倍b.b.产生相同的热量，完全燃烧天然气的质量为完全燃烧煤气质产生相同的热量，完全燃烧天然气的质量为完全燃烧煤气质 量的量的2 2倍倍c.c.产生相同的热量，完全燃烧天然气的质量为完全燃烧煤气质产生相同的热量，完全燃烧天然气的质量为完全燃烧煤气质 量的量的1/21/2d.d.天然气火焰的温度为煤气火焰温度的天然气火焰的温度为煤气火焰温度的2 2倍倍c4.受益于受益于“西气东输西气东输”工程，天然气在某市广泛使用。工程，天然气在某市广泛使用。天然气的热值高达天然气的热值高达8.0107

20、 j/m3，8.0107 j/m3的的物理意义是物理意义是_。目前，使用天然气的公交车。目前，使用天然气的公交车已在该市投入运营，它将天然气压缩至原体积的已在该市投入运营，它将天然气压缩至原体积的1/300存储在钢瓶中作为车载燃料。从微观角度看，存储在钢瓶中作为车载燃料。从微观角度看，天然气容易被压缩是因为天然气容易被压缩是因为_。完全燃烧完全燃烧1m3天然气可以放出天然气可以放出8.0107 j的热量的热量气体分子间距离大气体分子间距离大5.植物通过光合作用将太阳能转化为植物通过光合作用将太阳能转化为_能。能。资料显示，在地球上阳光充足的地方，资料显示，在地球上阳光充足的地方，1 m2的面积的面积每年获得的太阳能可达每年获得的太阳能可达