13.4热机效率和环境保护----2023-2024学年度沪科版物理九年级上学期

第四节 热机效率和环境保护 第十三章 内能与热机 逐点 导讲练 课堂小结 作业提升 学习目标 课时讲解 1 课时流程 2 燃料的热值(q) 热机效率 热机与环境保护 知识点 燃料的热值(q) 知1－讲 感悟新知 1 1. 燃料 燃料分类 能量转化 知1－讲 感悟新知 2. 探究燃料放热本领 实验目的 探究燃料燃烧放出的热量和燃料种类的关系 实验设计 知1－讲 感悟新知 实验装置和步骤 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，比较两杯水温度升高的多少，来确定燃料的放热本领 实验结论 质量相同的不同种类的燃料完全燃烧后放出的热量不同 知1－讲 感悟新知 3. 热值 (1)物理意义：反映燃料燃烧释放热量的能力。 比较燃料的放热本领的两种方法： ①燃烧相同质量的燃料，比较放出的热量； ②放出相同的热量，比较燃料质量。 知1－讲 感悟新知 (2)定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比。 数值等于 1 kg 某种燃料完全燃烧后放出的热量。 知1－讲 感悟新知 (3)热值公式和单位 固、液体燃料 气体燃料 公式 单位 J/kg J/m3 知1－讲 感悟新知 (4)热值表 几种燃料的热值 燃料 热值(J/kg) 氢气 1.4×108 液化气 4.9×107 煤气 1.8×107 燃料 热值(J/kg) 氢气 1.4×108 液化气 4.9×107 煤气 1.8×107 知1－讲 感悟新知 易错提醒 燃料很难完全燃烧，而且有效利用的热量又比放出的热量要小，例如用煤烧水。 知1－讲 感悟新知 思想方法 控制变量法 研究燃料放出的热量和物质种类的关系，需要控制燃料质量相同，改变燃料种类，比较放出的热量，这里使用了控制变量法。 转换法 燃料放出热量的多少可以通过液体升高的温度比较，这里使用了转换法。 知1－讲 感悟新知 知识归纳 热值与比热容的对比 热值q 比热容c 定义式 q= () c= 本质 燃料的一种特性，与放热、质量、是否完全燃烧没有关系 物质的一种特性，与吸放热、质量、温度变化量 无关 决定因素 燃料的种类 物质的种类、状态 数值的物理意义 酒精的热值q=3.0×107 J/kg表示1 kg 的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107 J c水=4.2×103 J/(kg·℃ )表示1 kg的水温度每升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为4.2×103 J 知1－讲 感悟新知 知识归纳 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。 感悟新知 知1－练 小聪为比较酒精和汽油热值的大小，利用如图1 所 示的装置进行了实验。 例 1 14 感悟新知 知1－练 (1)取质量相等的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯。在两个完全相同的烧杯中装入质量和初温都相同的________(填“同种”或“不同”)液体。同时点燃酒精灯和汽油灯，对两杯液体加热。 解析：根据控制变量法可知，实验时，在两个完全相同的烧杯中装入质量和初温都相同的同种液体。 同种 15 感悟新知 知1－练 (2)小聪从开始加热时，记录温度计的示数，待燃料 ________ (填“全部燃烧”或“燃烧相同的时间”)后，小聪根据温度计的示数变化绘制出了如图丙所示的图像，由图像可知，________ (填“酒精”或“汽油”)的热值较大。 全部燃烧 汽油 16 感悟新知 知1－练 解析：比较不同燃料热值的实验中，同时点燃燃料后，需等待燃料充分完全燃烧，通过观察温度计示数的上升来比较两种燃料热值大小；由图可知，b 图像中的温度高，则汽油放出的热量多，汽油的热值大。 17 感悟新知 知1－练 (3)如果该实验选择比热容______ (填“大”或“小”)的液体可以使实验现象更加明显。 解析：在吸收相同热量的情况下，根据Δt=可知，比热容小的物质温度升高得多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显。 小 18 感悟新知 知1－练 (4)若已知液体的比热容、液体的质量及两种燃料的质量，小聪计算出液体吸收的热量，他通过这些数据______ (填“能”或“不能”)准确地计算出酒精和汽油的热值，因为___________________________________________ _______。 解析：因为燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收、存在热量损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。 不能 燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热 量损失 19 感悟新知 知1－练 易错提醒 热值是反映燃料燃烧特性的物理量。 20 感悟新知 知1－练 易错提醒 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