14.3 热机的效率（吃透新教材） -【众相原创】2025-2026学年新教材九年级全一册物理分层练同步课件(人教版2024 广西专版)

物 理 2025秋广西 1 第3节　热机的效率 教材知识梳理 教材母题改编 教材实验突破 教材知识梳理 知识点1　燃料的热值 1. 定义：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。热值在数值上等于1 kg 某种燃料完全燃烧放出 的热量。 2. 单位：在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，则热 值的单位是 ，符号是 。(气体燃料热值单位是J/m3) 3. 热量的计算：固体、液体燃料完全燃烧放出的热量Q放＝ ；气体 燃料完全燃烧放出的热量Q放＝ ⁠。 完全　 热量　 质量　 焦每千克　 J/kg　 qm　 qV　 知识点2　热机的效率 4. 定义：用来做 的这部分能量，与燃料 ⁠放出的 热量之比，叫作热机的效率。 5. 计算公式：η＝×100％。 6. 提高热机效率的途径：(1)使燃料充分燃烧；(2)尽量减少热量损失；(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。 有用功　 完全燃烧　 【对比剖析】热效率、热机效率与机械效率 内容 热效率 热机效率 机械效率 概念 物体吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比 用来做有用功的那部分能 量，与燃料完全燃烧放出 的热量之比 有用功与总功的比 值 数值 总是小于1 教材母题改编 1. (源于教材P32，图14.3－2)小华通过学习了解到火力发电厂“吃”的是 煤，“发”的是电，在整个过程中，能量转化的情况如下，请你帮他在横 线上填入相应的能量形式：化学能 能 能 电能。右图是内燃机的能流图，图中“？”的内容是 ⁠。 内　 机械　 废气带走的能量　 为扎实做好全国节能宣传周工作，推进节约型机关建设，某市积极开展以 “节能降碳，你我同行”为主题的宣传活动。为了节约能源，需要提高热 机效率，下列关于提高热机效率的措施正确的是(　C　) A. 尽量增加热机的工作时间 B. 尽量增大热机部件间的摩擦 C. 尽量使燃料充分燃烧 D. 尽量使用功率大的热机 C 变 式 训 练 2. (源于教材P30，想想议议)如图所示是几种不同的燃料在燃烧，下表列 出了几种燃料的热值，单位是J/kg。 干木柴 无烟煤 酒精 煤油 氢 1.2×107 3.4×107 3.0×107 4.6×107 1.4×108 从表中可以看出酒精的热值是3.0×107 J/kg，表示的物理意义是 ⁠ ；完全燃烧4 kg的酒 精可放出的热量是 J，如果放出相同的热量，需要完全 燃烧干木柴的质量是 ；航天器发动机用氢做燃料，这是因为 氢的 很大。 完 全燃烧1 kg的酒精能够释放3.0×107 J的能量　 1.2×108　　 10 kg　 热值　 重难点　热机效率相关计算 3. 某单缸四冲程汽油机，若飞轮每分钟转3 000转，则每秒对外做 功 次，每次对外做功115 J，该汽油机的效率为25％，连续工作1小 时需消耗汽油 kg。(q汽油＝4.6×107 J/kg) 【方法指导】计算热机效率时要注意：放出的热量表示燃料完全燃烧 时放出的热量，根据实际情况选择Q＝qm或Q＝qV，计算时各物理量 单位要统一。 25　 0.9　 4. (源于教材P29，图14.2－9)发动机的效率是汽车经济性能指标之一。某 品牌汽车厂家提供一款轿车的部分出厂参数如下：①汽车在平直公路匀速 行驶100 km过程中速度表如图所示，该汽车百公里耗油质量m为9 kg；② 发动机输出功率为30 kW(汽油的热值是q汽油＝5.0×107 J/kg)。根据以上参 数计算： (1)该汽车行驶100 km的时间是多少秒； 解：由图可知汽车的速度v＝90 km/h， 由v＝可知，汽车行驶100 km所用的时间 t＝＝＝ h＝4 000 s； (2)发动机所做的有用功； 解：发动机做的有用功 W有用＝Pt＝30×103 W×4 000 s＝1.2×108 J； (3)汽车发动机的效率。(结果精确到0.1％) 解：9 kg汽油完全燃烧放出的热量 Q放＝mq汽油＝9 kg×5.0×107 J/kg＝4.5×108 J， 发动机的效率η＝×100％＝×100％≈26.7％。 教材实验突破 例　如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质 量和初温都相同。 【设计与进行实验】 (1)为了得到相同质量的水和煤油，需要的测量工具是 ⁠。 天平　 (2)组装实验器材时，你认为合理的安装顺序是 (选填“自下 而上”或“自上而下”)。 自下而上　 【分析与论证】 (3)为了比较水和煤油的吸热本领的大小，应该选择图 ⁠装置进行 实验。实验时用相同的热源对它们加热，通过比较 ⁠来判断它 们吸热的多少。根据实验数据，小东作出了水和煤油的温度随加热时间的 变化图像(如图丁)，由图可知，杯中的水和煤油升高相同的温度时，吸收 的热量 (选填“相同”或“不相同”)， (选填“水”或 “煤油”)的吸热能力更强。 乙、丙　 加热时间　 不相同　 水　 (4)为了比较酒精和煤油的热值，应选择图 装置进行实验，完全 燃烧等质量的燃料后，通过比较 ⁠来判断燃料放出热量的 多少。 (5)比较酒精和煤油的热值实验中，还应控制 、 ⁠ 相同。 甲、乙　 水升高的温度　 煤油和酒精的质量　 两 杯水的质量和初温　 (6)记录结果见表，分析数据得出结论：煤油和酒精两种燃料中，热值较大 的是 ⁠。 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 25 44 酒精 25 34 煤油　 【交流反思】 (7)实验小组还想利用这种实验方案计算出煤油和酒精的热值，利用此实验 方法计算出的热值将比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)，可能 的理由是 (写出一点即可)。 (8)如图戊是另一实验小组选用相同质量的不同燃料加热相同质量的同种物 质，根据实验数据所绘制的图像，假设燃料完全燃烧，则燃料1与燃料2的 热值之比为 ⁠。 偏小　 燃料不能完全燃烧　 4∶3　 17 $$