13.4 热机效率和环境保护（课件）-九年级物理上学期同步精品课堂（沪科版）

沪科版 九年级全册物理 第十三章 内能与热机 13.4 热机效率和环境保护 ★课堂引入 思考：我们知道汽油机用汽油做燃料、柴油机用柴油做燃料。那我们生活中经常用到的燃料还有哪些呢？ 日常生活中常用到的燃料有哪些？ 天然气 煤炭 木柴 酒精 情景引入：思考 2 液态氢气储罐 为什么发射火箭上天要用液态氢气、氧气做燃料？用汽油、柴油做火箭燃料可以吗？ 情景引入：思考 燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。 常见的燃料有煤、石油(加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等)、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。 燃料可分为三种：固体燃料、气体燃料、液体燃料。 一、燃料 固体燃料 草木、煤炭等 液体燃料 石油、酒精、汽油等 气体燃料 煤气、天然气等 ①质量为1千克和2千克干木柴，燃烧情况一样，谁放出热量多？ 质量为1kg干木柴 质量为2kg干木柴 燃料燃烧时放出的热量与哪些因素有关？ 想想议议 同种燃料完全燃烧时，燃料的质量越大，放出热量越多 二、燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关 ②有2份同样的1千克干木柴，一份完全燃烧，另一份燃烧不充分。哪种情况放出热量多？ 完全燃烧 燃烧不充分 质量相等的同种燃料，放出的热量与是否完全燃烧有关 燃料燃烧时放出的热量与哪些因素有关？ 想想议议 完全燃烧1千克煤和1千克木柴，燃烧情况一样，煤放出的热量是木柴的2倍多。 ③完全燃烧1千克煤和1千克木柴，燃烧情况一样，谁放出的热量多？ 实验证明： 燃料燃烧时放出的热量与哪些因素有关？ 想想议议 下面图中所示是质量相等的不同燃料完全燃烧时烧水的情景，请你认真观察，看看可得出什么结论？ 质量相等的不同燃料，完全燃烧时放出的热量不等，跟燃料的种类有关 结论 燃料燃烧时放出的热量与燃料的质量、 燃料的种类、燃烧情况有关。 小结 燃料燃烧时放出的热量与哪些因素有关？ 燃料的质量 燃烧情况 燃料的种类 【实验设计】选取相同质量的不同燃料，点燃后，对相同质量的水进行加热，比较两杯水温度的升高多少，来确定燃料的放热本领。 实验方法 控制变量法和转换法 大量的实验事实证明，燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。 我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领(教材上是能力)。 三、实验探究燃料的放热本领 10 某种燃料完全燃烧放出的热量与该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。 国际单位：焦每千克；符号：J/kg 1．燃料的热值（q） 热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 （1）定义 （2）物理意义 （3）单位 定义式： 比值定义法 四、燃料的热值的定义 q: 燃料的热值 Q：燃料完全燃烧放出的热量 m: 燃料的质量 对某些气体燃料完全燃烧放出的热量与其体积之比，叫做这种气体燃料的热值。 物理意义：热值在数值上等于在标准状态下1 m3的燃料完全燃烧放出的热量。 定义式： 气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。 （4）气体燃料的热值 ★课堂活动 燃料的热值三点说明 ①“某种燃料”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. ②“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽.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，如果用没有完全燃烧放出的热量计算出的热值就比实际值小. ③“热量与其质量之比”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小不同. 13 2.完全燃烧10千克的焦碳所放出的热量相当于完全燃烧多少千克的干木柴放出的热量？ 思考： 1. 1kg的干木柴热值和0.5kg干木柴热值是否一样？ 1. 热值表中所列固体、液体、气体燃料的热值中，各找出一种热值最大的燃料，并说明它表示什么意思？ 2. 燃料没有完全燃烧，燃料的热值会不会发生改变？ 25kg 一样 不改变 热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关。 五、认识几种燃料的热值表 为什么发射火箭上天要用氢做燃料？ 因为氢的热值大，相同质量的不同燃烧中，氢释放的热量最多，故利用氢做燃料。 3．有关燃料燃烧放热的计算 定义式 Q=qm Q=qV 热量计算公式 例题 根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？ 解：（1）氢完全燃烧放出热量 Q = q1m1=1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J （2）需要干木柴 约