14.2热机的效率学案 -2023-2024学年人教版物理九年级上学期

学习任务单 课程基本信息 学科 物理 年级 九年级 学期 秋季 课题 热机的效率 教科书 书 名：九年级 全一册 出版社：人民教育出版社 出版日期：2013年6月 学生信息 姓名 学校 班级 学号 学习目标 1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同，建立热值的概念。 2.能简单计算燃料燃烧放出的热量。 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。 课前学习任务 1.调查当地近年来炊事、取暖、交通等方面燃料结构的变化。 2.查阅资料并比较相同质量的不同燃料完全燃烧时放出的热量是多少。 课上学习任务 【学习任务一】 1.燃料： 分类： 燃料、 燃料和 燃料。 （3）燃料燃烧时的能量转化： 。 2.燃料的热值： （1）概念：某种燃料 放出的热量与其质量（体积）之比，叫这种燃料的热值。 （2）公式： Q放——燃料完全燃烧放出的热量，单位 ；m——燃料的质量，单位 ；q——燃料的热值，单位 。 （3）物理意义 汽油的热值为4.6×107J/kg，它表示 。 （4）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的 有关，与燃料的质量、体积和是否完全燃烧等无关。 【学习任务二】 1.热机的效率 (1）热机中燃料燃烧释放热量的能量走向 ①废气带走和散失的热量； ②气缸散热损失热量，克服摩擦损失的能量； ③有用的机械能。 （2）定义：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。 （3）定义式： （4）物理意义 热机的效率表示使用热机时对燃料利用率的高低，因此热机的效率是描述热机性能的一个重要指标。 （5）提高热机效率的方法 ①在热机的设计和制造上，采用先进的技术；②尽可能使燃料充分燃烧；③尽量减少各种热量损失(利用废气来供热) ；④使用时注意保养，保证良好的润滑，合理调整各零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功。 3.由于燃料不可能完全燃烧，在使用过程中总有热量散失，所以热机（锅炉）的效率总小于 。 推荐的学习资源 科学·技术·社会- 从火车到火箭 生产的发展需要强大的动力。17世纪，人类发明了热机。最早的然机是蒸汽机。在锅炉里把水烧成水蒸气，水蒸气在汽缸里推动活塞做功。原始的蒸汽机不便于使用，后来许多人对它不断改进，其中贡献最大的是英国人瓦特，他在1782年发明了往复式蒸汽机，使蒸汽机成为可以广泛使用的动力机。这种蒸汽机在之后的一百多年里对工业的发展起了极其重要的作用。但是由于蒸汽机过于笨重，效率很低，现在世界各国都不再生产蒸汽机了。 交通运输的发展迫切需要比较轻便的热机。于是内燃机应运而生。内燃机有汽油机、柴油机两大类。汽油机是1876年发明的，柴油机是1892年发明的。内燃机运行时不需要携带很多水和煤，不但轻便，效率也提高了很多。内燃机的出现和不断政进，对交通运输事业的现代化起到了决定性的作用。 电力工业的发展需要功率巨大的热机来带动大型发电机。1884年出现的蒸汽轮机满足了这个需要。大型锅炉产生的高温高压水蒸气直接喷射到汽轮机的叶片上，使蒸汽轮机转动。大型火电站的巨大锅炉有五六层楼房那样高，蒸汽轮机功率可达几十万千瓦。 早期的飞机是由内燃机提供动力的。从上世纪40年代开始，飞机上越来越多地使用喷气式发动机，它向后高速喷出气体,从而获得前进的动力。在功率相同时，喷气式发动机比内燃机更轻便，这就使生产高速的大型飞机成为可能。 喷气式发动机有两种:一种需要用大气中的氧气来助燃，叫空气喷气发动机，在飞机上使用:另一种自带燃料和氧化剂，叫火箭喷气发动机，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作，能够用来发射人造卫星和宇宙飞船。 热机使人类摆脱了繁重的体力劳动，促进了生产的发展，带来了工业革命。现代社会在交通、航天、电力工业等很多方面都离不开热机。对热机的研制和改进将会进一步推动社会生产力的发展。 学科网（北京）股份有限公司 $$