14.2 热机的效率 学案 2023-2024学年物理人教版九年级全一册

14.2　热机的效率 素养目标 1.能在理解热值概念基础上,说出热值的影响因素和常考查的无关因素。 2.能根据热机效率的概念,求热机效率、炉具加热效率。 3.能根据热机效率的概念,分析说出提高热机效率的常见方法。 ◎重点:热机效率的相关计算。 评价任务 通过任务驱动一完成目标1的学习;通过任务驱动二完成重点的学习。 【预习导学】 生活中的物理 蜂窝煤内部有许多孔,这样能够在燃烧时更多地与氧气接触,使燃烧充分,提高煤炭的利用率。 重点梳理 知识点一 燃料的热值   1.我们把某种燃料 燃烧放出的 与其 之比,叫作这种燃料的热值。  (1)热值只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度、燃烧放出的热量多少 (选填“有关”或“无关”)。  (2)热值的单位:分别是J/kg、J/m3。 2.燃料完全燃烧放出热量的计算公式:Q放= 。气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式:Q放= 。  【答案】1.完全　热量　质量 (1)无关 2.mq　Vq 对点自测 1.已知汽油的热值是4.6×107 J/kg,3 kg汽油完全燃烧放出的热量是 J,汽油在燃烧过程中,热值 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。  【答案】1.1.38×108　不变 知识点二 热机的效率   1.概念:用来做 的那部分能量与 的能量之比,叫作热机的效率。  2.两种常见效率的计算公式。 (1)炉具的加热效率: 。  (2)热机的效率: 。  3.热机效率的大小及影响因素。 (1)热机效率的大小:蒸汽机<汽油机<柴油机。 (2)在热机的能量损失中, 能量最多。  (3)提高热机效率的方法: ①尽量使燃料充分燃烧; ②保证良好润滑以减少摩擦; ③尽量降低散热。 ·学习小助手· 热机的效率,通俗地说,就是我们需要的能量与燃料完全燃烧放出的能量的比值,是个百分数。 【答案】1.有用功　燃料完全燃烧放出 2.(1)η=×100% (2)η=×100% 3.(2)废气带走的 对点自测 2.某辆行驶的小轿车,其正常工作时的能量转化情况如图所示,若输入的化学能为2000 J,输出的动能为300 J,则输出的内能和声能共计 J;输出的有用能量是动能,则小轿车正常工作时的效率为 。  【答案】2.1700　15% 【合作探究】 任务驱动一 热值概念的理解 【概念】某种燃料完全燃烧时放出的热量与其质量之比。 【探究热值的无关因素】 1.热值的概念中,定义的是燃料“完全燃烧”时放出的热量与其质量之比;所以燃料在没有完全燃烧时放出的热量与其质量之比 (选填“是”或“不是”)热值,也就是热值的大小与燃料是否完全燃烧 (选填“有关”或“无关”)。  2.对于同种燃料来说,质量扩大几倍,燃料完全燃烧放出的热量就扩大几倍,燃料放出的热量与其质量的比值 (选填“变”或“不变”),燃料的热值 (选填“变”或“不变”)。也就是燃料的热值与燃料放出的热量、燃料的质量 (选填“有关”或“无关”)。  3.综上,燃料的热值与 、 、 无关。  【答案】1.不是　无关 2.不变　不变　无关 3.燃料的质量　燃料放出热量的多少　燃料的燃烧程度 任务驱动二 热机效率的相关计算 【概念】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。 1.炉具加热水时加热效率的计算 (1)做有用功的能量,就是水吸收的能量,设水的质量是m水,比热容为c,可以用公式Q吸= 表示水吸收的热量。  (2)设燃料质量为m,热值为q,则燃料完全燃烧放出的热量为Q放= 。  (3)所以炉具加热的效率为 。  2.热机效率的计算 (1)做有用功的能量,是汽车行驶时牵引力对热机做的功: ①设牵引力为F,汽车行驶距离为s,则有用功: W有= ;  ②设汽车的功率为P,行驶的时间为t,则有用功: W有= 。  (2)设燃料质量为m,热值为q,则燃料完全燃烧放出的热量为Q放=