2.3 热机的效率 课件 2023-2024学年初中物理教科版九年级上册

第3节 热机效率 第十四章 内能的利用 在人类历史上，发现内能可以做功并制造出热机是一件了不起的大事情。可以说，工业化社会的出现与发展，在科学技术上有赖于热机的发明及改进。 新课导入 1.知道热机效率，能说出提高机械效率采取的措施。 2.会利用公式计算热机效率。 3.通过热机的发展历程及在生活中的应用，认识到热机改变着世界。 4.知道热机对环境的污染，并能列举保护环境的方法。 活动探究 课堂总结 学习目标 当堂检测 活动1: 在生活中我们经常用煤气烧水，而煤气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。 问题： （1）请相互交流讨论利用煤气烧水时，有哪些能量损失? 【参考答案】 （1）煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量: （2）装水的容器吸收了一部分能量、煤气灶本身吸收一部分热量、高温的烟气带走了一部分能量、还有一部分能量散失掉了，只有水吸收的热量才是有效利用的。 任务一 热机的效率 活动探究 课堂总结 学习目标 当堂检测 （2）请讨论完成下面热机工作时的能量流向图并思考热机的效率能否达到100%？为什么？ 燃料的内能 废气带走的能量 机械摩擦损失的能量 燃料不完全燃烧损失的能量 散热损失的能量 有用机械能 ？ ？ ？ ？ 不能，在热机的工作过程中，热损失是不可避免的，即有效利用的热量总比燃料完全燃烧放出的热量少，所以热机效率总小于100%。 活动探究 课堂总结 学习目标 当堂检测 （3）我们知道机械效率的计算方法η=，请用类比的方法总结出热机的效率的表达式。 η= （4）热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约资源，减少污染。那么如何提高热机的效率呢？ （1）使燃料充分燃烧; （2）尽量减少各种热量损失； （3）利用废气的能量；（主要措施） （4）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。 活动探究 课堂总结 学习目标 当堂检测 活动小结 1.热机的效率：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。 2.公式： 3.提高热机机械效率的方法。 η= 活动探究 课堂总结 学习目标 当堂检测 例题：王萌同学学习了有关的热学知识后，知道了水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃），她想估算一下家中每天烧水、煮饭需要的热量。于是，她仔细地记录了烧水、煮饭所需的时间，并折算成烧水问题，相当于每天将质量为30kg、初温为20℃的水烧开。（在1标准大气压下） （1）王萌同学家每天烧水、做饭需要多少热量？ （2）普通煤的热值为3.0×107 J/kg，按每块蜂窝煤含煤0.5 kg计算，她家每天实际用煤2 kg，推算她家供热系统的热效率。 （3）说明家用煤炉效率低的原因。 （4）家用煤炉除了热效率低以外，还有一个重大的问题是什么？ 任务二 热机效率的计算 活动探究 课堂总结 学习目标 当堂检测 解：（1）Q吸=Cm（t1-t0）=4.2×103J/（kg．℃）×30kg×（100℃-20℃）=1.008×107J； （2）由题意知：Q放=mq=2kg×3×107J/kg=6×107J； （3）煤炭没有完全燃烧，热量散失到空气中； （4）污染环境． 活动探究 课堂总结 学习目标 当堂检测 活动：蒸汽机在各行各业的广泛应用使世界进入了以“火”为动力的“蒸汽机时代”，极大地推动了人类的第一次工业革命。 任务三 改变世界的热机 18世纪末，蒸汽机广泛应用在采矿业上 18世纪中后期，蒸汽机在纺织业中的应用 活动探究 课堂总结 学习目标 当堂检测 问题1：为什么说热机从根本上改变着我们的世界，正在将地球变成“地球村”？ 热机的广泛应用结束了以人力、畜力为主要动力的漫长历史，使世界进入了以“火”为动力的“蒸汽机时代”。 以热机为动力装置的汽车、火车、轮船和飞机吧整个世界连接在一起，因此说热机正在将地球变成“地球村”。 活动探究 课堂总结 学习目标 当堂检测 问题2：热机，给人类文明带来了进步，但同时也给生态环境造成了污染。那么利用热机时对环境污染方面有哪些?我们应该如何保护环境呢? 对环境污染主要有: (1) 废气(二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等), 粉尘,二氧化碳(引起温室效应); (2)热污染废气和冷却水带走大量热量,是城市“热岛效应”的原因之一; (3)噪声 保护环境的方法:利用绿色能源;研究和开发低能耗、少污染的高性能热机;控制和减小污染。 活动探究 课堂总结 学习目标 当堂检测 1. （多选）关于热机效率，下列说法正确的是 (　　 ) A.热机效率越高，即热机做的有用功多 B.热机效率越高，即热机的功率越大 C.要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑 D.提高热机效率