人教版九年级物理第十四章内能的利用第2节热机的效率教学课件

第十四章内能的利用第2节热机的效率教学目标物理观念：能找出生活中不同燃料燃烧释放热量本领不同的事实，建立热值的概念。能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，简单描述热机的效率。科学思维：通过热值的定义式和常见燃料的热值，能简单计算燃料燃烧放出的热量。能联系实际情况,简单分析提高热机效率的方法及意义所在。科学态度与责任：通过学习和阅读STS，了解热机的利用与人类社会发展的关系，能简述使用热机后产生的排放物对环境的不良影响，具备保护环境、节约能源的意识和推动社会生产力发展的使命担当。知识点精讲1.定义：某种燃料完全燃烧放出的________与其________之比，叫做这种燃料的热值。用字母________表示，定义式为________。2.单位：在国际单位制中，热量的单位是________，质量的单位是________，则热值的单位是________，符号是________。知识点1：燃料的热值热量质量q

焦耳千克焦每千克J/kg3.物理意义：热值在数值上等于____________________________________。4.燃料燃烧放出的热量：Q放=mq（计算气体燃料完全燃烧时放出的热量用Q放=Vq表示,其中V的单位是m3，q的单位是J/m3）。 注意：（1）对于热值的概念，要注重理解三个关键词即“1kg”“某种燃料”和“完全燃烧”。“1kg”是针对燃料的质量而言的，如果燃料的质量1kg某种燃料完全燃烧放出的热量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量在数值上就不等于热值；“某种燃料”则说明热值与燃料的种类有关；“完全燃烧”含义是烧尽。（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放出热量的多少等均无关。5.煤油的热值为4.6×107J/kg，其物理意义是_______________________________________，当煤油的质量减少为原来的一半时，剩余煤油的热值为____________J/kg。6.天然气的热值约为4×107J/m3,完全燃烧1×106cm3的天然气能放出____________J热量。若产生相同的热量，完全燃烧时需要消耗的沼气体积________（填“大于”“小于”或“等于”）1×106cm3。（q沼气≈1.9×107J/m3）课堂演练1kg煤油完全燃烧放出的热量是4.6×107J4.6×1074×107大于7.【物理学与社会发展】千帆竞渡，百舸争流。在当今能源科技日新月异的背景下，“可燃冰”作为一种潜力巨大的清洁能源，在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的______很大。以10倍的关系计算，500g“可燃冰”完全燃烧放出的热量为__________J。这些热量可以使________kg的水从50℃加热至100℃。[c水＝4.2×103J/（kg·℃），q煤气≈4.2×107J/kg]。热值2.1×108

1000思路点拨：1.每种燃料都有自己的热值，燃料不同，其热值一般是不同的，故热值只与燃料的种类有关；燃料燃烧放出的热量，除了与燃料的种类有关外，还与燃料的质量、是否完全燃烧有关。2.计算热值时要注意质量的单位是kg，体积的单位是m3。3.不计热损失，常用Q吸=Q放即cmΔt=qm来解决问题。8.对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做________，还有相当一部分能量散失了。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，叫做热机的________。蒸汽机的效率很低，只有6%～15%。内燃机中，燃料是在汽缸内部燃烧的，而且燃料与空气混合充分，燃烧得比较完全，所以内燃机的效率比蒸汽机的________。汽油机的效率为20%～30%，柴油机的效率为30%～45%。知识点2：热机的效率有用功效率高

11.甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（）A.甲做功比乙多 B.做相同的功，甲耗油比乙少C.甲消耗的汽油比乙的少 D.甲做功比乙快课堂演练B12.汽油机工作时的热损失情况是汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2g汽油（热值为4.6×107J/kg）获得的机械能是（）A.2.76×104J B.3.22×104J C.0.92×104J D.2.3×104JD13.小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃（未沸腾），共完全燃烧了7g酒精[c=4.2×103J/（kg·℃）q酒精=3×107J/kg]。则（）A.水吸收的热量是2.94×107J，烧水的热效率为14%B.水吸收的热量是2.94×104J，烧水的热效率为14%C.水吸收的热量是2.94×107J，烧水的热效率为1.4%D.水吸收的热量是2.94×104J，烧水的热效率为1.4%B

14.提高热机效率的方法：（1）让燃料尽可能地_______________。（2）要减少热量的________。（3）设法利用________的能量。知识点3：提高热机效率的方法充分燃烧损失废气15.为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（）A.尽量使燃料充分燃烧 B.尽量减少热机部件间的摩擦C.尽量减少废气带走的热量 D.尽量增加热机的工作时间课堂演练D思路点拨：改变热机效率就是改变热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量的比例，增加用来做有用功的那部分能量或减少损失的能量，都可以提高热机的效率。课堂巩固1.关于燃料的热值，下列说法正确的是()A.燃料的热值越大，燃烧时达到的温度就越高 B.燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多C.燃料燃烧越充分，燃料的热值就越大 D.燃料的热值与燃料的质量以及燃烧情况无关D2.【科学思维】做同样的有用功，甲、乙柴油机的用时和消耗柴油的对比情况如下表所示。下列说法正确的是（）D柴油机完成的工作量时间/h消耗的柴油/kg甲相同35乙26A.甲的功率较大，热机效率较低 B.甲的功率较大，热机效率较高C.乙的功率较大，热机效率较高 D.乙的功率较大，热机效率较低3.图14-2-1是汽油机的能量流向图，根据图中给出的信息，该内燃机的效率为________。已知汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧0.5kg汽油放出的热量是____________J，按该内燃机的工作效率计算，该汽车获得的机械能是____________J。30%2.3×1076.9×1064.（2022广东）班级厨艺展示活动中，用煤气炉烹饪食物主要是通过________（填“做功”或“热传递”）的方式增大食物的内能；现场香气四溢属于________现象，表明分子在不停地做无规则的运动。活动结束，剩余煤气的热值________（填“变大”“变小”或“不变”）。热传递扩散不变5.（2022锦州）图14-2-2是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×107W。问：（航空燃油的热值为4×107J/kg）（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？（2）飞机在航行过程中受到的阻力是多少？（3）发动机的效率是多少？解：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量Q放=mq=1.35×103kg×4×107J/kg=5.4×1010J。

6.【物理学与工程实践】阅读下列短文，回答问题。北京冬奥火炬的科技“外衣” 2022年2月4日，第24届冬奥会在北京隆重开幕，奥运火炬再次在“鸟巢”点燃，北京成为世界上首个“双奥之城”。图14-2-3是北京冬奥会火炬“飞扬”，它银红相间的颜色、旋转上升的外形象征着“冰火

另外，为了使火炬“飞扬”不仅环保，还能在极寒天气中使用，“飞扬”采用氢作燃料，但氢的燃烧温度能达到800℃，一般的复合材料都经不住500℃的考验。于是中国研发团队利用一种耐高温树脂材料——聚硅氮烷树脂，经过测试与工艺调整，这种新材料可以经受1200℃的高温。它作为第三代树脂材料，兼具了有机物超强附着力与无机物耐高温的特点，同时集耐腐蚀、耐磨损、防污防水等优势于一身，达到了奥运火炬的设计要求。（1）火炬“飞扬”的外壳采用碳纤维材料制成，这是因为碳纤维具有________小、硬度大的特点；相同质量的碳纤维和钢的体积比为________。（2）火炬“飞扬”的燃料是氢，当氢燃烧时，________能转化为内能；已知氢的热值为1.4×108J/kg，若完全燃烧20g的氢，所放出的热量为_____