14.2热机的效率（课件）-2023-2024学年九年级物理全一册同步精品课堂（人教版）

14.2 热机的效率 目前，人类使用的能量，大部分是怎样获得的？ 思 考 燃料燃烧的过程是 转变为 的过程。 常见的燃料有哪些？ 木材、煤等固体燃料 汽油柴油等液体燃料 天然气等气体燃料 烧开一锅水，你会选择什么燃料？为什么？ 思 考 探究不同燃料的放热本领是否相同？ 相同质量的不同燃料燃烧，燃烧时放出的热量不同 【实验目的】 【猜想与假设】 【制订计划与设计实验】 思考： 怎么比较燃烧时放出热量的多少？ 【实验步骤】 小知识：1kg的干木柴完全燃烧，能放出1.2×103J的热量，而1kg的无烟煤完全燃烧，能放出3.4×103J的热量，几乎是干木材的3倍。 比较单位质量的燃料完全燃烧放出的热量 实验表明，不同的燃料完全燃烧放出的热量一般不同，即不同燃料的放热本领不同 【实验结论】 公式： 在物理学中， 把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量的比叫做燃料的热值 燃料的热值 符号： q 单位： J/kg 物理意义： 表示燃料放出热量本领的物理量。 1 kg的某种燃料完全燃烧所释放的热量。 燃料 热值q/(J·kg-1) 燃料 热值q/(J·kg-1) 燃料 热值q/(J·m-1) 干木柴 1.2×107 酒精 3.0×107 氢气 1.26×107 烟煤 2.9×107 柴油 4.3×107 天然气 3.3×107 无烟煤 3.4×107 汽油 4.6×107 液化气 4.9×107 焦炭 3.0×107 煤油 4.6×107 木炭 3.4×107 石油 4.4×107 煤气 1.8×107 常见燃料的热值 (1)对于气体燃料 公式： 单位： J/m3 (2)不同燃料的热值一般不同，热值是燃料本身的特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系 (1)对于固体和液体燃料的燃烧放出热量的计算 燃料的热值 Q＝qm (2)对于气体燃料的燃烧放出热量的计算 Q＝qV 注意计算时单位要统一： 质量m：kg ；体积V：m3 ；热值q：J/m3 ；热量Q：J。 请思考汽油机的运转过程中，燃料放出的能量是否全部用来对外作功了？ 燃料燃烧 有用机械能 废气损失 散热损失 机械损失 1.尽可能使燃料充分燃烧； 2.尽量减小各种热量损失； 3.机件间保持良好的润滑以减小摩擦。 提高热机效率的主要途径： 热机效率 1. 热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率 热机效率 2. 热机效率的计算公式为 3、热机工作时，真正转化为对外做有用功的能量只是燃料燃烧所释放能量的一部分， 所以任何热机的效率都不可能达到100%。 1、为全面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，我市部分农村地区已经使用上了天然气烧水煮饭。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg，初温为20℃的水加热到100℃，消耗了0.03m3的天然气，已知【水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3】，求： 1、水吸收的热量； 2、此天然气灶的热效率。 课后练习 2、某汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9 km，消耗燃油1.5 kg，已知汽车牵引力是2 000 N，燃油热值为4.6×107 J/kg，设燃油完全燃烧。求： 1、汽车牵引力做功。 2、消耗的燃油完全燃烧放出的热量。 3、汽车发动机的效率。 课后练习 3、甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同。 课后练习 （1）为了得到质量相同的水和煤油， 需要的测量工具是 ； （2）根据实验数据，小虎作出了水和 煤油的温度随加热时间变化的图象，如图丁。观察图丁， 写出一种比较比热容大小的方法： ；煤油和水的比热容之比是 ； （3）接下来比较酒精和煤油热值，小虎通过质量相同的燃料完全烧尽后水升高的温度来比较热值大小，烧杯中水的质量应该 （选填“大”或“小”）一些，原因是 ； 3、甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同。 课后练习 （4）小龙同学选择用两种燃料将甲、乙两个装置中的水均加热至相同温度，她试图通过测量 来反映这两种燃料热值的大小关系； （5）实验室备有酒精温度计、煤油温度计和水银温度计（玻璃泡中液体质量相等），几种测温物质的相关数据如下表所示，为了减小热损失对实验的影响，应该选择