14. 2 热机的效率课件- 2023--2024学年人教版九年级物理全一册

● 考点清单解读 ● 重难题型突破 ● 易错易混分析 第 2 节 热机的效率 目 录 第 2 节 热机的效率 ■考点一 燃料的热值 1. 燃料 （1）燃料的种类：固体燃料有木柴、煤等，液体燃料有汽油、酒精等，气体燃料有煤气、天然气等。 （2）燃料燃烧时能的转化：燃料的燃烧是一种化学变化。 在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能。 返回目录 第 2 节 热机的效率 定义 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比 数值 1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量 物理意义 反映燃料燃烧放热本领的物理量，热值越大，说明燃料的放热本领越大 单位 J/kg 公式 q＝其中 q 表示燃料的热值，Q 表示燃料完全燃烧放出的热量，m 表示燃料的质量 2. 燃料的热值 返回目录 第 2 节 热机的效率 3. 燃料完全燃烧放热的相关计算 （1）固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q 放=mq； （2）气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q 放=Vq。Q 表示热量（Ｊ），q 表示热值（J/kg 或 J/m3），m 表示固体燃料的质量（kg），V 表示气体燃料的体积（ｍ3）。 返回目录 第 2 节 热机的效率 归纳总结 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。 返回目录 第 2 节 热机的效率 典例 1 关于燃料的热值，下列说法正确的是 （ ） A． 燃料燃烧越充分，燃料的热值越大 B． 燃料质量越大，热值越大 C． 燃料燃烧时放出的热量越多，热值越大 D． 燃料的热值与燃料的种类有关 对点典例剖析 返回目录 第 2 节 热机的效率 ［解题思路］ ［答案］ D 返回目录 第 2 节 热机的效率 ■考点二 热机的效率 1. 热效率（炉子的效率、燃气灶的效率等） （1）定义：有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫做热效率。 热效率= 用公式表示：η= 返回目录 第 2 节 热机的效率 （2）提高锅炉中燃料利用率的方法： ①把煤磨成煤粉或煤粒，增大与氧气的接触面积。 ②把空气吹进炉膛，增大送氧量。 2. 热机的效率 （1）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，叫做热机的效率。 （2）公式：η＝ 返回目录 第 2 节 热机的效率 （3）意义：热机效率是反映热机工作时，燃料利用率的物理量。 （4）提高热机效率的主要途径： ①使燃料充分燃烧；②尽量减少各种热量损失，如设法利用废气的能量；③在热机的设计和制造上，采用先进的技术；④保证良好的润滑，减小机械摩擦。 返回目录 第 2 节 热机的效率 归纳总结 对于热机效率可与机械效率进行对比理解，热机效率是衡量热机性能好坏的一个重要参数。 返回目录 第 2 节 热机的效率 典例 2 甲、乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是 （ ） A． 甲比乙做的有用功少 B． 甲比乙消耗的燃料多 C． 在做相同有用功的条件下，甲损失的能量少 D． 在做相同有用功的条件下，甲消耗的燃料多 对点典例剖析 返回目录 第 2 节 热机的效率 ［解题思路］ ［答案］ D 返回目录 第 2 节 热机的效率 ■题型一 热值及其相关计算 例 1 人类的发展史同时也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的 _______（选填“热值”“热量”或“温度”）不同。 若完全燃烧 0.15 m3 的天然气，可放出 _____ J的热量。（天然气的热值 q=3.0×107 J/m3） 返回目录 第 2 节 热机的效率 ［解析］热值是燃料的一种特性，由于干木柴、煤的热值不同，所以它们的放热本领不同；完全燃烧 0.15 m3 的天然气放出的热量：Q 放=Vq=0.15 m3×3.0×107 J/m3=4.5×106 J。 ［答案］ 热值 4.5×106 返回目录 第 2 节 热机的效率 思路点拨 解题通法 在计算燃料完全燃烧放出的热量时，若热值单位是 J/kg，则应选择公式 Q 放=mq进行计算；若热值单位是 J/m3，则应选择公式 Q 放=Vq 进行计算。利用公式计算时，单位要统一。 返回目录 第 2 节 热机的效率 ■题型二 热机效率及其相关计算 例 2 我国国产大型客机 C919，它的发动机是一种热机，高空中飞行时在恒定的水平推力 F 作用下，以 720 km/h 的速度沿水平方向匀速直线航行 1 h，需要燃烧航空煤油 5 000 kg，已知飞机发动机提供的机械功率是 3.2×107 W， 航空煤油的热值为 4×107 J/kg，在这 1 h 内，求： 返回目录 第 2 节 热机的效率 （1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）发动机获得水平推力是多大？ （3）该飞机发动机的热机效率是多大？ 返回目录 第 2 节 热机的效率 ［解］（1）航空煤油完全燃烧放出的热量： Q 放=mq=5 000 kg×4×107 J/kg=2×1011 J； （2）飞机在 1 h 内飞行的距离： s=vt=720 km/h×1 h=720 km=7.2×105 m， 由功的计算公式 W=Fs 可得发动机获得的水平推力： F= =1.6×105 N； 返回目录 第 2 节 热机的效率 （3）在此过程中发动机做的有用功： W 有=Pt=3.2×107 W×3 600 s=1.152×1011 J， 该飞机发动机的热机效率： η= =57.6%。 返回目录 第 2 节 热机的效率 思路点拨 返回目录 第 2 节 热机的效率 解题通法 热机效率计算思路： （1）热机做的有用功常用 W有＝Fs 或 W＝Pt 计算； （2）燃油完全燃烧放出的热量常用 Q放＝mq 计算； （3）热机的效率常用η＝ 计算； （4）综合求解时，有如下关系式：Fs＝qmη 或 Pt＝qmη，上述等式中已知其中任意四个物理量，都可以求出另外一个物理量。 返回目录 第 2 节 热机的效率 ■混淆热机效率与功率两个概念 例 现在全世界都面临着能源供应紧张的问题，所以节约能源，提高热机效率，就显得尤为重要了。 关于热机的效率，下列说法正确的是 （ ） A． 热机做的有用功越多，效率就一定越高 B． 热机的功率大，效率就一定高 C． 热机消耗的燃料越多，效率就越低 D． 以上说法都不正确 返回目录 第 2 节 热机的效率 ［解析］热机效率是指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，由于不知道消耗燃料的多少，因而做的有用功越多，效率不一定越高，故 A 项错误；功率是物体做功快慢的物理量，与效率是两个完全不同的概念，故 B 项错误；由于不知道做的有用功的多少，因而消耗的燃料越多，效率不一定越低，故 C 项错误；综上所述，A、B、C 项说法错误，故 D 项正确。 返回目录 第 2 节 热机的效率 ［答案］ D ［易错］ B ［错因］ 误认为热机的功率越大，热机效率就越高。 返回目录 第 2 节 热机的效率 易错警示 热机的功率和效率没有必然联系。 领悟提能 热机效率与功率的区别 热机效率 功率 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 单位时间内所做的功 物理意义 反映热机对能量的利用率 反映热机做功的快慢 定义式 η＝ F= 返回目录 $$