14.4《跨学科：热机效率和环境保护》导学案-2025-2026学年度上学期九年级物理沪科版全一册

沪科版14章《内能与热机》导学案 14.4《跨学科：热机效率和环境保护》导学案 【学习目标】 1、从生活中体会不同燃料燃烧释放内能的本领不同，建立燃料热值的概念。 2、会查热值表，能根据燃料的热值计算燃料完全燃烧放出的热量。 3、能说出燃料燃烧释放的能量的主要流向，对热机效率（或炉子的效率）有初步的认识，能大致说出提高效率的途径。 4、举例说明燃料燃烧对环境的影响，培养自觉地环保意识 【重点】认识热值及其影响因素。 【难点】热机效率的含义和计算方法。 一、自主学习 燃料的热值 1.为了研究燃料释放热量的能力,人们把某种燃料______________________ 与所用该燃料的_______ 之比,叫作这种燃料的热值.热值用字母_________表示,单位是________ 对于气体燃料而言,其热值的单位是___________。 2.质量为m的燃料完全燃烧释放的热量:（写计算式）_______________；而体积为V的气体燃料完全燃烧释放的热量由_________________来计算. 查表可知无烟煤的热值为,它的物理意义是______________________________________。 3.汽油、植物秸秆、煤炭等燃料在燃烧时将_________能转化为_________能。 热机效率 1.热机运转中,对外做的__________与燃料完全燃烧所释放的_____________的比值称为热机效率。热机效率： 。 2.合理利用能源，人们一直在努力提高热机效率,其主要途径是减少热机工作中的各种能量损失.首先燃料燃烧要尽量_________一些，机械传动要尽量减小_____________。 3.热机的效率总___________（填“小于”“等于”或“大于”）1. 4.热机效率是热机性能的一个重要指标.甲、乙两辆型号相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，甲耗油多，乙耗油少.那么______________汽车的热机效率高. 环境保护 请你对在保持工业、交通发展的同时,如何保护我们生存的家园提出几点看法. 【我的疑惑】将预习中不能解决的问题标记下来，在课堂解决。 二、合作探究 【任务一】燃料的热值 活动1：阅读课本50-51页内容，完成下面内容 1.热值的符号__________，单位_________，计算公式__________。 注意：气体燃料通常不用质量而用体积，因此气体燃料的热值单位符号是 。计算气体燃料放热时，公式应写成 。 2.观察常见燃料的热值表，说明热值是物质的 之一，找出： ①q木炭 ＝ ，物理意义 。 ②q 煤气 ＝ ，物理意义 。 阅读例题完成下面的例题 例题：完全燃烧0.5m3煤气放出多少热量？ 练一练：1.四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别为:木材约200kg,烟煤约 80kg,液化石油气约3Okg.煤气约6Okg.这四种燃料中哪一种燃料的热值最高?( ) A.液化石油气 B.煤气 C.烟煤 D.木材 2.有—箱质量为10 kg木炭，其热值为3．4×107J／kg．其物理意义____________ ___________________________，若用掉一半，剩下的木炭的热值为____________。 3.下列关于热值的说法正确的是（ ） A.燃料不燃烧，其热值为零 B.燃料不完全燃烧其热值要变小 C.燃料的热值与燃烧情况和质量无关，只与燃料种类有关 D.燃料燃烧时放出热量多的其热值就大 【任务二】热机效率 活动2：阅读课本52-53页内容，完成下面内容 根据概念其公式可以写成η =__________ 提高热机效率，其主要途径是____________________,首先要____________________ ______________．其次要______________________________。 思考：热机的效率能否达到100％？为什么？（说一说） 【任务三】环境保护 活动1：联系生活，与同学讨论下面的问题 1.联系我们的生活环境谈一谈燃料燃烧对环境有哪些影响？ 2.你亲身经历过因环境污染所造成的生活不便或不适吗？说一说。 3.为减少燃料燃烧所造成的污染，你知道政府采取了哪些措施？ 4.结合生活实际谈谈：为了保护环境，应该怎样从我做起？ 三、拓展提升 1.【知能应用】 佳承和昌宇两位同学学习了“热值”后在一起讨论: 佳承:燃料的质量越大,热值越大,因为燃料越多,燃烧放热越多; 昌宇:燃料燃烧越充分,热值越大. 你认为他们的观点是否正确？并说明理由. 四、归纳总结 我的知识网络----归纳总结、串联整合 效率 热机效率 加热效率 热值 定义 公式 单位 ↑ → ↓ 五、同步达标知识通关 1.（24秋·临沂市临沭县·九上期中）我国是第一个宣布成功实现对可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。“可燃冰”作为新型能源，有巨大的开发潜力。同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，这表示“可燃冰”的（　　） A. 热量很大 B. 温度很高 C. 热值很大 D. 比热容很大 2.要提高热机的效率，下列做法不可行的是（ ） A.尽量减少废气带走的热量 B.尽量保持机械部件之间有良好的润滑 C.尽量减少曲轴传递给飞轮的机械能 D.尽量减少散热损失。 3.（24秋·临沂市蒙阴县·九上期中）如图所示，清扫车在我县创建文明城市中大显身手。下列说法不正确的是（　　） A. 汽油清扫车的压缩冲程将内能转化为机械能 B. 清扫车完成作业后，油箱中剩余汽油的热值不变 C. 刹车时通过做功的方式增加了刹车片的内能，温度升高 D. 重型清扫车通常采用柴油发动机 4、下列供热方式最有利于环境保护的是( ) A．用煤做燃料供热 B．用石油做燃料供热 C. 用天然气或煤气做燃料供热 D.用太阳能供热 5．（25年·广州市荔湾区·九上期中）某台热机的工作效率为30%，可能符合其能量流向的选项是（　　） A. B. C. D. 6.在我国实施的“西气东输”工程中,西部地区的天然气被输送到缺乏能源的东部地区。天然气与煤相比,从热学角度分析它突出的优点是 ； 从环保角度分析它突出的优点是 .( 天然气、煤的热值分别为1.14 ×108J/kg、3×107J/kg)。 7.液化气的热值是4.9×107J/m3，，其物理意义是_________________________________，完全燃烧5 m3的液化气可以产生____________J的热量。 8.（24年·佛山市顺德区·九上期中）某款混合动力汽车由一台汽油机和一台电机组成，启动时，蓄电池通过电机向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，汽油机向车轮输送能量，并通过电机给蓄电池充电。 （1）如图甲所示是汽油机的_______冲程，此冲程中活塞的机械能_______（选填“变大”“变小”或“不变”）；若飞轮转速是2400r/min，则该汽油机每秒对外做功_______次； （2）汽车刹车时，可以通过车轮带动电机发电，再将产生的电能转化为_______能储存在蓄电池中； （3）如图乙所示是A、B两种热机完整的能量分配图，则效率较高的是_______（选填“A”或“B”），其热机效率是_______%。 9.（24秋·济南市市中区·九上期中）如图所示，“围炉煮茶”是一种休闲方式，源自云南的“火塘烤茶”，采用木炭作为燃料。茶壶中装入2kg初温为10℃的山泉水，用围炉加热至100℃，消耗了200g木炭。已知水的比热容为，木炭的热值为。求：此过程中 （1）水吸收的热量是多少焦？ （2）木炭完全燃烧放出的热量是多少焦？ 巅峰训练 10.（24秋·文昌市·九上期中）下列有关热机效率、燃料热值、物体内能的说法中，正确的是（ ） A. 有用功占燃料完全燃烧放出热量比例越大，热机的效率越高 B. 燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多 C. 物体的内能越大，温度越高 D. 0℃以上的物体才有内能 11.（24秋·厦门市安翔安区·九上期中）9月19日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭与远征一号上面级，成功发射第五十九颗、六十颗北斗导航卫星。长征系列火箭使用液态氢作燃料，主要是由于该燃料的（　　） A. 比热容大 B. 内能大 C. 密度大 D. 热值高 12.（2024哈尔滨中考）完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量是__________J；若这些热量的20%被4kg的液体吸收，使其温度升高50℃，则该液体的比热容是__________J/(kg·℃)（q天然气=3.0×107J/m3） 13.（2024达州中考）在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是________J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气________m3。已知水的比热容是，天然气的热值是。 14.（24秋·南阳市内乡县·九上期中）随着乡村振兴战略的提出，农村煤改气改造工程使天然气进入农村家庭，方便了农民生活，缩小了城乡差距。小明家改造前，烧开一壶初温为20℃、质量为4kg的水，需要燃烧0.2kg的煤炭，当地气压为标准大气压。[，煤炭的热值为，天然气的热值为]求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）改造前，用煤炭烧水的效率是多少？ （3）改造后，假设烧水效率不变，烧开同样的水需要燃烧的天然气是多少？ 4 学科网（北京）股份有限公司 $$