14.2 热机的效率（同步课件）-2024-2025学年九年级物理全一册教材配套同步课件+同步练习（人教版）

物理 9年级全一册 人教版 第2节 热机的效率 第十四章 内能的利用 01 教学目标 02 新知导入 03 新知讲解 04 课堂练习 05 课堂小结 06 作业布置 Contents 目录 01 教学目标 01 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。 02 能简单计算燃料燃烧放出的热量。 03 能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率。 发射人造卫星、宇宙飞船所用的火箭要用液态氢、氧做燃料。你知道这是为什么？用汽油、柴油做火箭燃料可以吗？ 学习了这一节，你就明白了。 第2节 热机的效率 液态氢气储罐 02 新知导入 03 新知讲解 第二节燃料的热值 一、燃料的热值 二、热机的效率 三、课堂总结 本节课学习流程 一、燃料的热值 1. 燃料 想一想，你见过的燃料有哪些？ （1）燃料的种类：固体燃料有木柴、煤炭等；液体燃料有汽油、柴油、酒精灯；气体燃料有煤气、天然气等。 人类在原始社会 用燃料柴薪取暖 天然气燃烧，获取内能 汽油燃烧，获取内能， 转化为车的机械能 （2）燃料燃烧时能量的转化： 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。 喷气式飞机发动机用航空煤油做燃料。靠燃料燃烧时产生的气体向后高速喷射的反冲作用使飞机向前飞行。 火箭升空靠液态氢与液氧的燃烧获取内能。 一、燃料的热值 实践告诉我们，等质量的干木柴、烟煤和汽油，充分燃烧。汽油放出的热量要比干木柴和烟煤多。 我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。 2. 燃料的热值 一、燃料的热值 8 燃料热值 1.定义： 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值，用符号q表示。 2.单位： 焦每千克，符号：J/kg（固、液体燃料） 焦每立方米，符号：J/m3（气体燃料） 3.物理意义： 数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量 4.计算公式： q=Q/m（固、液体燃料） q=Q/V（气体燃料） 指燃料燃烧后，全部变成不可燃烧物的过程 一、燃料的热值 9 燃料 热值 燃料 热值 　 干木柴 约 1.2×107 J/kg 　 柴油 4.3×107 J/kg 　 烟煤 约 2.9×107 J/kg 　 煤油 4.6×107 J/kg 　 无烟煤 约 3.4×107 J/kg 　 汽油 4.6×107 J/kg 　 焦炭 3.0×107 J/kg 　 氢 1.4×108 J/kg 　 木炭 3.4×107 J/kg 　焦炉煤气 约 1.7×107 J/m3 　 酒精 3.0×107 J/kg 　 沼气 约 1.9×107 J/m3 一些燃料的热值 【解释】为什么发射火箭上天要用氢做燃料？ 　　发射火箭中用氢做燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。 一、燃料的热值 轴 【体验】利用家用煤气灶，把质量是1kg的水，从室温加热至100℃，消耗多少煤气？ 710.9946m3 — 710.971m3 = 0.0236m3 1.试着计算一下煤气燃烧放出了多少热量？ 2.水吸收了多少热量？ 3.它们相等吗 一、燃料的热值 1.热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、燃烧情况等均无关。 2.各种燃料的热值是一定的，不能根据公式q＝()错误地认为：q与Q成正比，与m(V )成反比。 热值的理解 一、燃料的热值 例1　（2021·四川成都·九年级期末）汽车油箱中的汽油用去一半后，剩余汽油的密度、比热容和热值（　　） A．以上各项数据和使用之前比都不发生改变 B．热值变为原来的一半，密度、比热容不变 C．各数据和使用之前比都会变为原来的一半 D．热值不变，密度、比热容变为原来的一半 【答案】 A 【详解】密度是物质的一种属性，对于确定的某种物质，它的密度不随质量、体积的改变而改变，所以汽油用去一半后，剩余汽油的密度不变；比热容是物质的一种属性，各种物质都有自己的比热容，某种物质的比热容和其质量、体积、温度无关，所以汽油用去一半后，剩余汽油的比热容不变；热值是燃料的一种属性，与燃料的质量、温度和体积无关，所以汽油用去一半后，剩余汽油的热值不变。综上，故A符合题意，BCD不符合题意。 典型例题 一、燃料的热值 请思考汽油机的运转过程中，燃料放出的能量是否全部用来对外作功了？ 燃料燃烧 有用机械能 废气损失 散热损失 机械损失 1.尽可能使燃料充分燃烧； 2.尽量减小各种热量损失； 3.机件间保持良好的润滑以减小摩擦。 提高热机效率的主要途径： 二、热机的效率 1. 热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。 2. 热机效率的计算公式为 η 或η 3.热机工作时，真正转化为对外做有 用功的能量只是燃料燃烧所释放能量 的一部分， 所以任何热机的效率 都不可能达到100%。 二、热机的效率 蒸汽机的效率只有6%~15% 汽油机的效率为 20%~30% 柴油机的效率为30%~45% 二、热机的效率 废气能量的利用 在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。大型发电机常常用蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。这种既供电又供热的热电站，比起一般的火电站来，燃料的利用率大大提高。 二、热机的效率 例2　（2022·全国·九年级）下列关于热机效率的说法中正确的是（　　） A．蒸汽机的效率比内燃机高 B．热机的功率越大，它的效率也一定越高 C．用来做有用功的那部分能量跟燃料燃烧放出的能量之比叫热机效率 D．用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比叫热机效率 典型例题 【答案】 D 【详解】A．在热机中，蒸汽机的效率最低，故A错误；B．热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关，故B错误；CD．根据热机效率的定义，热机所做有用功（有效利用的能量）与燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机效率，故C错误，D正确。 二、热机的效率 1.关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（　C　） A.没有燃烧的燃料，热值等于零 B.燃料完全燃烧时，它的热值最大 C.燃料的热值与质量和燃烧状态无关 D.燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 C 04 课堂练习 2.下列关于热值的说法正确的是（　D　） A.燃料燃烧时，用的燃料越多，燃料的热值越大 B.燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大 C.相同质量的不同燃料燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大 D.相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大 D 3.现代火箭常用液态氢作燃料，氢的热值是1.4×108 J/kg3，在完全燃烧同样多的燃料时，可以获得更多的能量，因为液态氢具有（　D　） A.较小的密度 B.较低的沸点 C.较大的比热容 D.较高的热值 D 4.关于q＝的理解，下列说法中正确的是（　D　） A.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B.若燃料燃烧不充分时，热值将减小 C.当燃料未燃烧时，其热值为零 D.某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关 D 05 课堂小结 燃料的热值。 热机的效率:把热机所做的有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫作热机的效率。热机的效率总小于1。 改变世界的热机:蒸汽机、蒸汽轮机、内燃机、火箭发动机、喷气发动机。 地球就在我们手中：废气污染、温室效应、热污染、噪声污染等。 有朋自远方来，烧一壶热水，拈几许茶叶，置于瓷制器皿中，沸水冲泡，这是山东人独有的待客之道。如果用酒精炉烧水，将质量为2kg，温度为10℃的水加热（1个标准大气压下），需完全燃烧42g酒精，酒精炉效率为70%，（已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒精＝3.0×107J/kg）。 求：（1）42g酒精完全燃烧放出的热量； （2）水升高的温度是多少？ 06 作业布置 解：（1）42g酒精完全燃烧放出的热量： Q放＝m酒精q酒精＝42×10﹣3kg×3×107J/kg＝1.26×106J； （2）由η＝ ×100%可得，水吸收的热量： Q吸＝Q放η＝1.26×106J×70%＝8.82×105J， 由Q吸＝cm△t可得，理论上水升高的温度： △t＝ ＝ ＝105℃， 因标准气压下水的沸点为100℃，且沸腾以后温度不变， 所以，水实际升高的温度为100℃﹣10℃＝90℃。 Thanks! 2 $$