第十三章内能与热机第4节 热机效率和环境保护导学案 2023-2024学年度沪科版物理九年级上册

第四节热机效率和环境保护 导学目标 1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同，建立燃料热值的概念 2.能利用燃料的热值表计算一定质量的燃料完全燃烧所释放的热量： 3.了解热机工作时能量的主要流向，对热机效率有初步的认识，大致说出提高热机效率的途 径. 重点难点 重点：掌握热值的概念和单位，根据热值的定义会计算燃料燃烧时放出的热量 难点：理解热值的实际物理意义及有关热值的计算 导学过程 一、燃料的热值 活动一：请同学们自学教材P50-51完成以下问题。 固体 气体 某种燃料完全燃烧放出的 与所用 某种燃料完全燃烧放出的 与所用该 定义 该燃料的 之比，叫做这种燃料的热 燃料的 之比，叫做这种燃料的热值 值 Q:燃料完全燃烧释放的热量 Q:燃料完全燃烧释放的热量 符号 m:燃料的质量 :燃料的体积 9:燃料的热值 9:燃料的热值 公式 0= Q=mV 单位 J/kg J/m3 二、热机效率与环境保护 活动二：请同学们自学教材51~53页完成以下问题 1.热机效率 (1)定义：热机运转中， 与燃料完全燃烧所释放的能量的比值，称为热机效 率。 (2)公式：n= 2.提高热机的效率的途径： (1)减少 中的热量损失。 (2)尽量简化 部分，并选用优良的润滑材料减小， 以减小能量损失。 3.观察下图热机的效率能否达到100%？为什么？ 由于机城线动等，至 使气得出带走的能显 重摩擦所请其的能量 他机青正共交为 化学速量全能用胶 由图可知，热机工作时，并不能将燃料所蕴含的化学能全部用来对外做功，有很大一部分能 量在工作中损耗掉了，即W<Q,所以热机的效率不能达到100%。 我来闯关 1.关于燃料的热值.下列说法中正确的是() A.燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况无关 B.燃烧1kg某种燃料放出热量的大小等于燃料热值的大小 C.燃料燃烧时，质量越大，热值越大 D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 2.关于热机的效率，下列说法中正确的是() A,热机做的有用功越多，效率就越高 B.相同的两辆汽车，装满一箱油，能开的路程越大的效率越高 C.汽车开的速度越大，发动机的效率越高 D.热机的效率越高，做的额外功就越少 3.为了节约能源需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是() A.让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全 B.在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失 C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦 D.尽量增加热机的工作时间 4,合理分类和利用垃圾可以变废为宝，在一定条件下，1t垃圾能榨出170kg燃料油，若燃料油的 热值为4.0×107J/kg,则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 J,燃烧时燃料油的化学能 转化为能 5,天然气、煤气的热值和价格如表所示，在相同条件下使用 (选填“天然气”或“煤气)更 经济。小明家一个月用去0元的煤气费，则小明家一个月所用煤气完全燃烧放出的热量为 J。 物质 天然气 煤气 热值/(Jm3) 7.5×107 3.9×107 单价/（元m) 2.0 1.4 6.运-20飞机是我国研究制造的新一代大型运输机，具有航程远、载重大、飞行速度快、巡 航高度高、低速性能佳等特点。它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，使发 动机获得向前的动力。若运-20飞机在高空中飞行1h发动机提供的机械功为1.8×10J,需要 燃烧航空煤油5000kg。已知航空煤油的热值为4×107J水g。试求在这1h内： (1)航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)该飞机发动机的热机效率是多大？ 我的收获 参考答案 导学过程 一、热量质量热量体积mq 二、1.()对外做的有用功(2)”×100%2.(1)燃烧过程 (2)机械传动摩擦 我来闯关 1.A2.B3.D 4.6.8×109内 5.天然气1.95×109 6.(1)2×10J(2)90% 解析：(1)由题意可知，需要燃烧航空煤油5000kg,航空煤油的热值为4×10Jg,根据热 值公式Q=qm可知，航空煤油完全燃烧放出的热量为 Q=gm=4×10'J/kg×5000kg=2×10J 航空煤油完全燃烧放出的热量为2×10灯。 (2)由题意可知，在这1h内，发动机提供的机械功为1.8×101J,由(1)可知，在这1h内， 航空煤油完全燃烧放出的热量为2×10，则该飞机发动机的热机效率为 7=x100%=1.8x10 2×10J ×100%=90% 该飞机发动机的热机效率为90%。 4