14.2 热机的效率 -2023-2024学年人教版物理九年级上学期

人教版九年级全一册物理上册 14.2 热机的效率 从能量转化的角度认识燃料的热值 通过能量的转化和转移，认识效率 学习目标 探究学习 燃料的热值 ①定义：1kg(m3)某种燃料完全燃烧放出的热量。 ②单位：焦每千克，符号：J/kg ③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）、是否完全燃烧无关。 君子坦荡荡，小人长戚戚 课堂探究 煤炭 1.你知道的燃料有哪些？ 2.我们要烧开同一壶水，现有三种燃料：干草、木柴、煤炭，用哪种燃料用量最少？ 柴薪 君子坦荡荡，小人长戚戚 观察思考 观察热值表，你有什么收获？ 常用燃料的热值（固/液体单位：J/kg，气体单位：J/m³） 君子坦荡荡，小人长戚戚 为什么发射火箭上天要用氢做燃料？ 君子坦荡荡，小人长戚戚 燃料的热值 观察与思考 蒸汽机的效率 6%~15% 汽油机的效率 20%~30% 柴油机的效率 30%~45% 君子坦荡荡，小人长戚戚 【计算热量公式】 Q放＝Vq Q放＝mq m（kg）：燃料的质量 V（m3）：燃料的体积 Q放（J）： 燃料完全燃烧释放的热量 燃料的热值 q（J/kg） q（J/m3） 君子坦荡荡，小人长戚戚 燃料的热值 10 t 氢完全燃烧放出______J 的热量？ [ q氢=1.4×108 J/kg ] 若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要____t 干木柴？ [ q木=1.2×107 J/kg ] Q放 = q氢m氢=1.4×108 J/kg×10×103 kg = 1.4×1012 J m木 = Q放 q木 1.4×1012 J 1.2×107 J/kg ≈ 1.17×105 kg = 117 t = 君子坦荡荡，小人长戚戚 燃料的热值 表示1 kg的煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4×107 J。 q煤= 3.4×107 J/kg 的物理意义是什么？ 热值表示燃料在完全燃烧时放热本领的大小，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧无关。 君子坦荡荡，小人长戚戚 燃料的热值 固体 热值 J/kg 干木柴 1.2×107 烟煤 2.9×107 焦炭 3.0×107 无烟煤 3.4×107 木炭 3.4×107 液体 热值 J/kg 酒精 3.0×107 柴油 4.3×107 石油 4.4×107 汽油 4.6×107 煤油 4.6×107 气体 热值 J/m3 煤气 3.9×107 天然气 (7.1~8.8)×107 气体 热值 J/kg 氢 1.4×108 君子坦荡荡，小人长戚戚 燃料的热值 热机的效率 二 观察与思考 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？ 无用的机械能 有用机械能 燃气内能 废气带走的内能 君子坦荡荡，小人长戚戚 观察与思考 使燃料充分燃烧； 尽量减少各种热量损失； 在热机的设计和制造上采用先进的技术； 注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。 如何提高热机效率？ 君子坦荡荡，小人长戚戚 观察思考 为什么发射火箭上天要用氢做燃料？ 君子坦荡荡，小人长戚戚 热机的效率 二 汽油机的效率为 20%~30% 柴油机的效率为30%~45% 蒸汽机的效率只有6%~15% 君子坦荡荡，小人长戚戚 探究学习 　　①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？ ②若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？ 　　（氢的热值是1.4×108 J/kg ） 　　（干木柴的热值1.2×107 J/kg ） 放出热量Q = 热值×质量=1.4×108 J/kg× 10×103 kg=1.4×1012 J 需要干木柴 　　综上：约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量 君子坦荡荡，小人长戚戚 热机的效率 二 观察与思考 1.用煤烧水时，煤能完全燃烧吗？ 2.煤燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？ 君子坦荡荡，小人长戚戚 热机的效率 二 归纳与小结 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，叫作热机的效率。 热机的效率是热机性能的重要指标。 热机效率（efficiency ofheat engine）是指热机在一个工作循环中，对外输出的功W与燃料完全燃烧放出的热量Q的比值。如果用符号η表示热机效率，用W表示输出功，用Q表示放出的热量，那么热机效率就可以写成 君子坦荡荡，小人长戚戚 巩固练习 C 1．下列对于燃料热值的说法中，正确理解的是 （ ） A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 B．燃料没燃烧时就没有热值 C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 　 跟燃料的质量及 燃料燃烧放出的热量无关 D．容易燃烧的燃料热值一