初中物理【热机的效率】导学案

初中物理【热机的效率】导学案【学习目标】1．知道什么是燃料的热值和单位，会查燃料热值表。2．能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率。3.能用热值和热机效率公式进行简单计算。【学习重点】：燃料热值的概念和理解，热机的效率。【学习难点】：对热机的效率的理解。【预习生成】（一）热值（1）燃料的种类：燃料、燃料、燃料。（2）相同质量的不同燃料，在完全燃烧时放出的热量是的。（选填“相同”或“不同”）（3）在物理学中，把叫做这种燃料的热值。热值的单位是，符号是_________。（4）阅读常见燃料的热值表，你的发现是。干木柴的燃烧值是1.2×l07J/Kg，物理意义是__________________________________。（二）热机的效率（1）在通常情况下，我们对燃料的利用率比较低，造成能量损失的主要原因有_________、______________________________________________________________________________。（2）热机工作时，用来做____________的那部分能量与__________________之比叫热机的效率。（3）在我们常用的热机中___________机的效率最高。【新知探究】★学生活动一：请同学们自主学习课本热值的知识，并回答下列问题：1.什么叫燃料的热值？热值用什么符号表示？

2.热值的单位是什么？3.木炭热值是3.4×107J/kg，表示的物理意义是什么？

4.煤气的热值是3.9×107J/m3，表示的物理意义是什么？5.燃料燃烧放热计算：①烟煤的热值约为2.9×107J/Kg，那么完全燃烧20Kg烟煤所放出的热量是多少焦耳？②如果燃料的热值用q表示，那么质量为m千克的某种燃料完全燃烧所释放的热量Q该如何表示呢？★学生活动二：在新型运载火箭设计成功后，需要设计一种合适的燃料，请你观察课本上的“几种燃料的热值”表格在表中选择合适燃料并说明原因，以及进一步设想由所选燃料带来的需要解决的技术问题。所选的燃料是，原因是★学生活动三：热机的效率1、讨论并完成内燃机能量流向图。由上面的内燃机的能量流向图，小组讨论，试提出三条提高热机效率的途径。3.热机的效率：________________________________________。公式：___________________________________________.4.讨论：（1）汽油机的效率：20%－30%；柴油机的效率：30%－45%；喷气发动机50%－60%；不同的热机的效率一般不同，那么想一下热机效率会不会达到100﹪？（2）机械效率和热机效率是不是一回事？【归纳整理】定义定义热值单位热值单位热机的效率公式定义公式提高热机效率的途径物理意义热机效率热机的效率公式定义公式提高热机效率的途径物理意义热机效率【巩固练习】燃烧甲、乙两种燃料，甲放出的热量比乙多，则()甲的质量一定大B、甲的热值一定大C、甲的比热容一定大D、条件不足无法判断2.煤的热值大于干木柴的热值，这里是指()A、煤比干木柴含有的热量多一些B、烧煤比烧干木柴产生的温度高一些C、烧煤比烧干木烧产生的热量多一些D、要使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少3.两种燃料的热值之比为2:1，它们的质量之比为1:4，那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为()A.1:2B.2:1C.8:1D.4:14．氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。氢气的热值为14．3×107J／kg，完全燃烧0．5kg的氢气可放出

________J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值

(变大／不变／变小)5.为了提高热机效率，可采取的措施是（）A．采用热值高的燃料B．降低热机功率C．保证良好的润滑减少摩擦D．以上措施都可以6.现在火箭中用液态氢作燃料，是因为它具有（）A.较小的密度B.较小的比热容C.较低的沸点D.较大的热值7.某家庭需要将50Kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8Kg煤气。已知煤气的热值q=4.2×107J/Kg，水的比热容c=4.2×103J/(Kg·℃)。求：（1）50Kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量；（2）完全燃烧0.8Kg煤气放出的热量。（3）煤气灶烧水的效率。【拓展提升】8.如图所示是内燃机的能流图，则内燃机的效率可以表示为（）A.η=［(E1+E2+E3+E4)/E］×100％B.η=(E2/E)×100％C.η=［(E1－E3+E4)/E］×100％D.η=(E1/E)×100％9．焦炭的热值为3.0×107J/kg，它的物理意义是

，完全燃烧

kg的焦炭放出的热量能把50kg水的温度升高60℃．[不计热量损失，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]10.已知汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧500g汽油，求；(1)燃烧汽油产生的热量是多少?(2)若这些热量的50%被水吸收，使水温从20℃开始，升高了40℃，则水的质量是多少?。11．一台大型推土机的推力约为3×104N，匀速推着土总行程达10km，消耗柴油约30.3kg,求推土机上装的柴油机的热机效率。【热机的效率】答案【预习生成】（一）（1）固体液体气体（2）不同（3）某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比焦每千克J/Kg(4)不同物质热值一般不同1千克的干木柴完全燃烧放出的热量为1.2×l07J（二）（1）燃料没有完全燃烧废气带走一部分热量（2）有用功燃料完全燃烧放出的能量柴油机【新知探究】★学生活动一：1.在物理学中，把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值。符号：q2.J/kgJ/m33.1千克的木炭完全燃烧放出的热量为3.4×l07J4.1立方米的煤气完全燃烧放出的热量为3.9×l07J5.①5.8×l08J②Q=mq★学生活动二：液态氢氢具有较大的热值需要解决的技术问题：通过压缩体积的方法使氢气液化★学生活动三：1.废弃内能散热损失机械损失2.（1）使燃料充分燃烧（2）尽量减少各种热量损失；（3）在热机的设计和制造上采用先进的技术；3.热机工作时，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率。η=W有用/Q总×100％4.（1）热机在工作过程中,燃料不可能完全燃烧,尾气带走较多的热量,机器本身散热,克服机械间摩擦做功,剩余的能量才是有用的能量,在燃料完全燃烧提供的能量中只占很少一部分,所以热机效率不可能达到100%。（2）用机械做功时，有用功和总功的比值叫做机械效率，热机的燃料释放出的能量用来开动热机，这些热量不会用来全部做有用功也就是不会用来全部开动热机，那么有用的热量与总的热量之比就是热机效率。可见研究的问题是不一样的，不过研究问题的思想是一样的，都反映的是性能的好坏，机械效率是机械做功的性能的好坏，热机效率是热机性能好坏的标志。【归纳整理】略【巩固练习】1.D2.D3.A4.7.15×107不变5.C6.D7.解：（1）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（60℃﹣20℃）=8.4×106J；（2）0.8kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=0.8kg×4.2×107J/kg=3.36×107J；（3）煤气灶烧水的效率：η=×100%=×100%=25%．【拓展提升】8.B9.1千克的焦炭完全燃烧放出的热量为3.0×l07J300010.（1）汽油完全燃烧释放的热量：Q放=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J；（2）Q吸=ηQ放=50%×2.3×107J=1.15×107J；