第十四章第2节热机的效率2023-2024学年人教版九年级物理全一册

第2节 热机的效率 日常生活中常用到的燃料有哪些？ 天然气 煤炭 木柴 酒精 石油 汽油 煤油 液化气 柴油 新课引入 第2节 热机的效率 为什么火箭发动机要用氢做燃料呢？ 自带燃料和氧化剂的火箭 长征五号运载火箭（简称“胖五”）是捆绑四个助推器的两级半构型火箭，其芯级直径为5米，采用液氢液氧发动机 第2节 热机的效率 1. 从生活中体会不同的燃料释放热量的本领不同，建立热值的概念 2.能简单计算燃料完全燃烧放出的热量 3.能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机效率 难点 重点 重点 学习目标 第2节 热机的效率 燃料燃烧时的能量是如何转化的？ 能量转化：化学能转化为内能。 一、燃料的热值 燃料的分类 固体燃料 液体燃料 气体燃料 新知学习 第2节 热机的效率 相同质量的酒精和干木柴，燃烧放出热量是否相同？ 用相同质量的干木柴和酒精对水加热，比较水升高的温度 如何比较它们燃烧放出的热量？ 思考 第2节 热机的效率 用电子秤称出质量相同的水200 g 用同样的方法量取5g的酒精和干木柴 燃烧相同质量的酒精和干木柴，比较它们放出热量的多少 实 验 1 第2节 热机的效率 水的初温都是28℃ 用相同质量的干木柴和酒精，加热相同质量、初温相同的两杯水，这里面体现了什么思想呢？ 控制变量法 第2节 热机的效率 点燃酒精灯和干木材，直到干木柴燃尽，酒精完全燃烧 第2节 热机的效率 比较水的末温，你能得出什么结论？ 燃烧干木材加热 水末温是 62℃ 燃烧酒精加热 水末温是 83℃ 加热前的水温t0/℃ 燃料燃尽后的水温t/℃ 水温的变化 t/℃ 5g 酒精 28 83 55 5g 干木柴 28 62 37 温度 燃料 第2节 热机的效率 用质量相同的酒精和干木柴分别给两杯完全相同的水加热，两杯水升高的温度不同，用酒精加热的水升高的温度多。 为了比较燃料的特性,引入了“热值”这一物理量。 实验结论： 第2节 热机的效率 1.定义： 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值 3.物理意义： 热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量 2. 燃烧时的能量转化: 化学能转化为内能 热值 指燃料燃烧后,全部变成不可燃烧物的过程 第2节 热机的效率 4.计算公式： Q:燃料完全燃烧释放的热量 m:燃料的质量 q:燃料的热值 固体或液体 5.国际单位： 气体 Q:燃料完全燃烧释放的热量 m:燃料的体积 q:燃料的热值 焦每立方米；符号：J/m3 焦每千克，符号是J/kg q = m Q q = V Q 第2节 热机的效率 观察燃料的热值表，你有哪些发现？ 热值的大小只与燃料种类有关； 氢的热值最大。 不同燃料的热值一般不同； 第2节 热机的效率 物理意义是：表示1kg的干木柴完全燃烧所放出的热量约为1.2×107J 说一说下列物质的物理意义 物理意义是：表示1m3的煤气完全燃烧所放出的热量约为3.9×107J 第2节 热机的效率 （1）认识热值定义时，不要漏掉“完全”这一条件 （2）热值反映了燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能本领的大小 （3）热值是燃料本身的一种特性，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 6.热值的理解要点： 第2节 热机的效率 7.注意区别热值和比热容 热值 比热容 定义 某种燃料完全燃烧放出的热量与质量之比 某种物质温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比 单位 J/kg（J/m3） J/（kg·℃） 对象 燃料 所有物质 第2节 热机的效率 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？ 若用汽油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 汽油的热值4.6×107 J/kg 10吨氢完全燃烧放出 Q = qm =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J 需要汽油 约30吨汽油完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。 第2节 热机的效率 现在，你知道为什么发射火箭要用氢做燃料了吗？ 发射卫星的火箭燃料要体积小、重量轻，但放出的热量要大，这样才能减轻火箭的重量，使卫星快速地被送上轨道。 根据前面的计算结果可知，选择氢作为火箭的燃料满足体积小、质量轻、热值大的条件。 释疑 超级火箭发动机 第2节 热机的效率 对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 (　　 ) A.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 B.容易燃烧