第14.2节 热机效率（教学课件）-【上好课】2022-2023学年九年级全一册物理同步备课系列（人教版）

第2课 热机效率 第十四章 内能的利用 人教版 九年级全一册 01 02 03 新课导入 课堂讲解 课堂总结 04 归类练习 CONTENTS 目录 观察与思考 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 新课导入 柴薪 煤炭 石油 天然气 新课导入 观察与思考 而火箭大多用液氢作为燃料， 这又是为什么呢？ 提出问题 1.不同场合为什么要使用不同燃料？ 2.我们如何区分不同燃料燃烧放热能力？ 3.燃料燃烧后产生的热量会有一部分流失掉，燃料的使用效率又如何表示呢？ 新课导入 01 燃料的热值 02 热机的效率 03 热值的相关计算 课堂讲解 燃料的热值 PART 01 热值 燃料燃烧产生热量的多少和什么因素有关？ 1.kg干木柴和2kg干木柴，燃烧情况一样，谁放出热量多？ 2.同样1kg干木柴，一个完全燃烧，另一个燃烧不充分。哪种情况放出热量多？ 跟燃料的质量有关 跟燃料燃烧的程度有关 3.1kg干木柴和1kg煤，燃烧情况一样，谁放出热量多？ 跟燃料的种类有关 提出问题 01 热值 不同燃料的放热本领不同，怎么比较它们谁的放热本领强呢？ 01 探究燃料的热值 【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。 02 探究燃料的热值 02 热值的概念 （1）定义：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。 （2）物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 （3）符号：q （4）公式： q= Q放 m 其中，Q放-燃料完全燃烧放出的热量（J）；m-燃料质量（kg）；q-燃料的热值（J/kg）。 燃料燃烧放出热量的计算： Q放= qm 03 热值的概念 固体燃料、液体燃料的热值以“J/kg”为单位，而气体燃料的热值以“J/m3”为单位，因此，计算公式略有差异：Q=mq适用于固体、液体燃料放热计算，Q=Vq适用于气体燃料的放热计算，其中V为气体燃料的体积。 对于热值的理解，我们要抓住三个关键词：“某种燃料”、“完全燃烧”、“热量与其质量之比”。 03 热值的概念 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。 03 热值的概念 常用燃料的热值见下表： 03 热值的概念 如何理解热值的概念 热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量或体积、是否燃烧、是否完全燃烧无关。 1. 热值的大小只与燃料种类有关； 2. 不同燃料的热值一般不同； 3. 氢的热值最大。 热值是一个理论值，只有燃料充分燃烧，放出的热量才等于利用公式计算得出的热量。因为燃料不可能完全燃烧，所以放出的热量会比理论值稍小。但燃料的热值不会改变。 03 热值的概念 随讲随练 1.一次实验中，燃烧酒精42g，如果酒精完全燃烧，则能释放多少热量？若这些热量被10kg的水完全吸收，水的温度能上升多少摄氏度？［酒精的热值q=3.0×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)］ 解：Q放 = m酒精q = 42×103kg×3.0×107J/kg=1.26×106J 由Q放 = Q吸 = cm水Δt，得： 即酒精完全燃烧释放的热量是1.26×106J，水的温度能上升30℃。 03 热值的概念 随讲随练 2.某校每天将1000kg、20℃的水烧开供师生饮用。 （1）每天烧开这些水至少需要多少热量？ （2）若烧开水的炉子用干木材作燃料，则每天至少需要多少干木材？ c水=4.2×103 J/(kg·℃)，q干木材=1.2×107J/kg,水的沸点100℃ 03 热值的概念 随讲随练 【解析】（1）每天烧开水至少需要的热量： (2)由公式 得，每天所需要的干木材： 【答案】（1）3.36×108J（2）28kg。 03 热机的效率 PART 02 燃料的有效利用 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？ 提出问题 01 燃料的有效利用 燃料的有效利用 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，例如用煤烧水。